新型直流輸電系統(tǒng)諧波和間諧波傳遞特性

李建英， 羅隆福， 楊民生

新型直流輸電系統(tǒng)諧波和間諧波傳遞特性

李建英1， 2， 羅隆福2， 楊民生1

（1. 湖南文理學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院， 湖南 常德， 415000； 2. 湖南大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院， 湖南 長沙，410082）

運(yùn)用諧波調(diào)制理論， 以新型直流輸電系統(tǒng)為研究對象， 對濾波換相換流器進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)制建模， 分析了其交直流側(cè)諧波和間諧波的產(chǎn)生機(jī)理、傳遞特性和相互作用。結(jié)果表明， 與傳統(tǒng)電網(wǎng)換相換流器相比， 濾波換相換流器中變壓器感應(yīng)濾波技術(shù)的實(shí)施， 使其交直流側(cè)諧波之間的相互作用得到削弱， 諧波和間諧波含量都在一定程度上有所降低。仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性， 從而為濾波換相換流器的進(jìn)一步工程化應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

直流輸電； 濾波換相換流器； 間諧波； 調(diào)制理論； 傳遞特性； 產(chǎn)生機(jī)理

1　濾波換相換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)電網(wǎng)換相換流器和濾波換相換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖1可知， 與傳統(tǒng)換流器相比，濾波換相換流器的核心是新型換流變壓器及其配套全調(diào)諧濾波系統(tǒng)。其中，新型換流變壓器閥側(cè)采用由三相延邊繞組和公共繞組共同組成的延邊三角形接線， 中間抽頭處引出接入特征次全調(diào)諧濾波裝置。閥側(cè)公共繞組采用獨(dú)特的變壓器零等值阻抗設(shè)計(jì)， 與全調(diào)諧濾波裝置相配合可以達(dá)到閥側(cè)諧波源處就近抑制諧波和補(bǔ)償無功的目的。系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)接入二階高通濾波器HP2濾除高次諧波， 并與并聯(lián)電容器組相配合對剩余的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。然而， 傳統(tǒng)換流器中濾波器和無功補(bǔ)償裝置均并接在網(wǎng)側(cè)交流母線上， 并且濾波器在設(shè)計(jì)過程中為避免與系統(tǒng)阻抗發(fā)生串、并聯(lián)諧振采用偏調(diào)諧設(shè)計(jì)。在實(shí)際高壓直流輸電系統(tǒng)中， 換流器工作過程中產(chǎn)生的諧波電流， 由于系統(tǒng)阻抗和換流變壓器漏抗的存在， 必將在交流系統(tǒng)中產(chǎn)生一定量的畸變諧波電壓， 從而使換流器的換相電壓波形存在畸變， 即換流站工作在背景諧波情況下。此時(shí)， 變流系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)制過程將變得更加復(fù)雜， 頻譜信息更加豐富， 這恰恰為間諧波的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。與傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)相比， 基于濾波換相換流器的新型直流輸電系統(tǒng)在新型換流變壓器閥側(cè)繞組接入5、7、11、13次特征次全調(diào)諧濾波裝置后， 換相電流中絕大部分的諧波電流將不通過換流變壓器網(wǎng)側(cè)， 而是在換流變壓器閥側(cè)得以濾除， 那么將大大減少諧波電流通過換流變壓器時(shí)所引起的諧波電壓畸變， 從而改變換流變壓器閥側(cè)換相電壓中的諧波成份和含量，這也將通過變流系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)制進(jìn)一步影響諧波和間諧波在交直流系統(tǒng)中的傳遞行為和分布特性。

圖1　傳統(tǒng)電網(wǎng)換相換流器和濾波換相換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2　濾波換相換流器的調(diào)制諧波分析模型

2.1換流器的調(diào)制模型

運(yùn)用調(diào)制理論對換流器的換流過程進(jìn)行分析， 通常是將換流器看成是連接交流和直流系統(tǒng)的非線性開關(guān)調(diào)制函數(shù)。通過此開關(guān)調(diào)制函數(shù)可以將交流和直流系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來， 解決交直流系統(tǒng)的接口問題， 實(shí)現(xiàn)交直流系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)制建模［14-15］。

高壓直流輸電系統(tǒng)換流器調(diào)制過程如圖2所示。由圖2可知， 利用電壓開關(guān)函數(shù)可將三相交流電壓調(diào)制成直流電壓， 利用電流開關(guān)函數(shù)可將直流電流調(diào)制成三相交流電流， 通過開關(guān)函數(shù)實(shí)現(xiàn)了交直流系統(tǒng)電壓和電流的靈活轉(zhuǎn)換。換流器兩側(cè)的電壓和電流調(diào)制關(guān)系可表示為

式（1）中： uDC和iDC分別為直流電壓和電流； ua、ub、uc和ia、ib、ic分別為換流變壓器閥側(cè)的三相交流電壓和電流；、、cuS和aiS、biS、ciS分別表示換流器每一相的電壓和電流開關(guān)函數(shù)。圖2中變量的下標(biāo)r和i分別代表整流側(cè)和逆變側(cè)。

圖2　換流器調(diào)制過程示意圖

在新型高壓直流輸電系統(tǒng)中， 換流器采用等間隔相控觸發(fā)方式。因此， 在分析換流器諧波調(diào)制過程中， 對于6脈波換流器， 當(dāng)考慮換流器換相過程時(shí)， 換相重疊角μ不能夠忽略， 此時(shí)電壓開關(guān)調(diào)制函數(shù)可表示為［16］

式（2）中，

2.2換流站直流側(cè)的頻率特征分析

2.2.1兩側(cè)交流系統(tǒng)單獨(dú)作用

在實(shí)際高壓直流輸電系統(tǒng)中， 由于交流系統(tǒng)阻抗和換流變壓器漏抗的存在， 換流器工作過程中所產(chǎn)生的諧波電流， 必將在其上產(chǎn)生諧波壓降， 使得換流器的換相電壓產(chǎn)生畸變； 另外在交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)中， 由于交流系統(tǒng)的存在， 必將在換流站中引入背景諧波。此時(shí)， 交直流系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)制過程將變得越發(fā)復(fù)雜。以整流側(cè)為例， 設(shè)背景諧波情況下， 整流器的供電電源為

將式（5）和式（2）代入式（1）可得背景諧波下整流側(cè)直流電壓

將直流線路等效為線性無源網(wǎng)絡(luò)， 根據(jù)線性電路的基本性質(zhì)， 直流線路中流過電流的諧波成份與直流側(cè)電壓中所包含的諧波成份一致。因此， 在背景諧波工況下， 直流電流iDC中包含和頻率的諧波電流； 在理想工況下， 直流電流iDC中只包含r6kf和i6kf特征次諧波電流。

2.2.2兩側(cè)交流系統(tǒng)相互作用

上面的討論中只考慮了整流側(cè)和逆變側(cè)的單獨(dú)作用， 而沒有考慮兩側(cè)交流系統(tǒng)通過換流器的相互作用。但是， 由于換流器的非線性特性， 兩側(cè)交流系統(tǒng)的相互影響必然在直流側(cè)產(chǎn)生其它頻率的諧波電流。下面將以整流側(cè)為例， 在理想工況下， 分析逆變側(cè)交流系統(tǒng)通過換流器和直流線路對整流側(cè)的影響。設(shè)， 則其相應(yīng)的直流紋波電流可表示為

從直流側(cè)看入時(shí)， 整流器可等效為一個(gè)非線性時(shí)變阻抗， 該非線性時(shí)變阻抗利用傅立葉級(jí)數(shù)形式可表示為［17］

同理， 按照上述推導(dǎo)過程， 可得整流側(cè)交流系統(tǒng)通過換流器在直流線路中所產(chǎn)生的直流紋波電流dzri通過逆變器時(shí)， 在逆變器等效時(shí)變阻抗上產(chǎn)生的壓降dzriu有類似于上式的表達(dá)形式。由式（10）可知，dziru和時(shí)變壓降中包含了6kωr、6kωi和6mωr±6kωi的諧波成份。

綜上所述， 施加在直流線路這個(gè)線性無源網(wǎng)絡(luò)上的直流電壓中不僅包含兩側(cè)交流系統(tǒng)單獨(dú)作用時(shí)所產(chǎn)生的r6kω和i6kω諧波電壓， 而且還包含兩側(cè)交流系統(tǒng)通過換流器相互作用時(shí)所產(chǎn)生的ri66mkωω±的諧波成份。因此根據(jù)線性電路理論， 直流線路中流過直流電流iDC的諧波成份與直流側(cè)電壓中的諧波成份一致， 包含頻率的諧波電流。下面從以下2種情況討論高壓直流輸電系統(tǒng)中直流側(cè)電壓和電流中的諧波和間諧波特性。（1）rf=， 當(dāng)兩側(cè)交流系統(tǒng)頻率相同時(shí)， 此時(shí)直流側(cè)電壓和電流中只包含頻率的特征諧波。（2）， 當(dāng)兩側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩或背靠背異步聯(lián)網(wǎng)時(shí)， 兩側(cè)交流系統(tǒng)頻率不相同， 此時(shí)直流側(cè)電壓和電流中除包含6kfr和6kfi頻率的特征諧波外， 還包含頻率的間諧波。

在背景諧波情況下， 如果考慮兩側(cè)交流系統(tǒng)之間的相互作用， 由上述分析可知， 系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)制過程將變得更為復(fù)雜， 諧波和間諧波的頻譜信息將更加豐富， 直流側(cè)電壓中還將包含由兩側(cè)交流系統(tǒng)相互作用所產(chǎn)生的和諧波成份。

2.3換流站交流側(cè)的頻率特征分析

通過上面對直流電流中諧波成份的分析， 可將直流電流iDC表示為

式（11）中：d0I為直流分量；為直流紋波分量， 包括6kωr、6kωi和6mωr±6kωi的諧波成份。以a 相為例， 將式（11）和式（2）代入式（1）可得整流側(cè)交流電流為

2.4采用濾波換相換流器技術(shù)對交直流側(cè)頻率特性的影響分析

采用濾波換相換流器技術(shù)的新型直流輸電系統(tǒng)中， 以整流側(cè)為例， 由 2.3節(jié)的分析可知， 換流器交流側(cè)電流中的諧波成份主要為5、7、11和13等特征次諧波。與傳統(tǒng)電網(wǎng)換相換流器不同， 濾波換相換流器中新型換流變壓器閥側(cè)公共繞組抽頭處接入5、7、11和13次全調(diào)諧濾波裝置后， 全部的5、7、11和13次諧波和一部分其它次諧波將在變壓器閥側(cè)就近得到抑制，避免其穿越換流變壓器向交流母線側(cè)傳遞。圖3給出新型換流變壓器單相等值電路。

圖3　新型換流變壓器單相等值電路

為了便于問題分析， 設(shè)整流器交流側(cè)a相電流， 即圖3中新型換流變壓器閥側(cè)延邊繞組的交流電流為

式（13）中：1hi為基波分量；2hi為5、7、11和13次諧波分量；3hi為其它次諧波分量， 包括間諧波分量。當(dāng)新型換流變壓器閥側(cè)公共繞組抽頭處未接入濾波器時(shí)，ari中全部的基波分量和諧波分量都將在1l回路中流通， 諧波分量2hi和3hi兩者都將在延邊繞組和網(wǎng)側(cè)繞組漏抗上產(chǎn)生相應(yīng)的諧波壓降。當(dāng)閥側(cè)公共繞組抽頭處接入特征次全調(diào)諧濾波器時(shí)， 由于濾波器的引流作用， 基波分量1hi仍在1l回路中流通； 諧波分量2hi絕大部分將在2l回路中流通， 其只在延邊繞組漏抗上產(chǎn)生相應(yīng)的諧波壓降， 而只有少量2hi在1l回路中流通， 可以忽略不計(jì)； 諧波分量3hi受濾波支路的影響一部分在1l回路中流通， 將均在延邊繞組和網(wǎng)側(cè)繞組漏抗上產(chǎn)生相應(yīng)的諧波壓降， 而另一部分在2l回路中流通， 只在延邊繞組漏抗上產(chǎn)生相應(yīng)的諧波壓降。

由此可知， 整流器交流側(cè)供電電源中的諧波成份和含量， 以及波形畸變程度， 主要取決于換流器工作過程中所產(chǎn)生的諧波電流在換流變壓器漏抗和交流系統(tǒng)阻抗上所產(chǎn)生的諧波壓降， 而一般來說變壓器漏抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于交流系統(tǒng)阻抗。另外，ari主要由r（61）kf±諧波組成， 而其中5、7、11和13次特征諧波含量最大。因此， 當(dāng)新型換流變壓器閥側(cè)接入5、7、11和13特征次諧波濾波器時(shí)， 相應(yīng)次諧波電流將在濾波支路中被濾除， 不在網(wǎng)側(cè)繞組漏抗上產(chǎn)生諧波壓降， 從而大大改善了整流器交流側(cè)供電電壓波形的畸變程度， 其諧波成份和相應(yīng)的諧波含量也將大大降低。從2.2節(jié)中分析可知， 由于整流器的電壓開關(guān)函數(shù)調(diào)制作用， 這些諧波經(jīng)整流器調(diào)制后在直流側(cè)電壓和電流中產(chǎn)生的相應(yīng)次諧波和間諧波的含量也將大大降低。而直流側(cè)電流諧波和間諧波含量的降低經(jīng)電流開關(guān)函數(shù)調(diào)制后進(jìn)一步降低了其在交流側(cè)電流中產(chǎn)生的相應(yīng)次諧波和間諧波含量。因此， 與傳統(tǒng)電網(wǎng)換相換流器相比， 濾波換相換流器交直流側(cè)電壓和電流之間作用的相互削弱， 使得其交直流側(cè)電壓和電流中諧波和間諧波含量大大降低。

3　仿真分析

為了驗(yàn)證上述理論分析的正確性， 對比分析濾波換相換流器和傳統(tǒng)電網(wǎng)換相換流器兩側(cè)交直流系統(tǒng)之間的諧波和間諧波傳遞特性， 本文利用Matlab/Simulink軟件分別建立了基于濾波換相換流器和傳統(tǒng)電網(wǎng)換相換流器的6脈波直流輸電系統(tǒng)仿真模型。系統(tǒng)具體參數(shù)如下： 直流系統(tǒng)額定電壓為250 kV，額定電流為2 kA， 額定傳輸功率為500 MW； 整流側(cè)交流系統(tǒng)母線額定電壓為315 kV， 額定容量為5 000 MVA； 系統(tǒng)頻率為60 Hz； 整流器運(yùn)行于定電流控制方式， 平波電抗器為0.5 H。

圖4　傳統(tǒng)和濾波換相換流器交流側(cè)電壓波形

（1） 交流系統(tǒng)供電電源理想的情況。新舊 2種換流器交流側(cè)換相電壓仿真波形如圖4所示。由圖4可知， 由于交流系統(tǒng)阻抗和換流變壓器漏抗的存在， 使得新舊 2種換流器的換相電壓均產(chǎn)生畸變。但是濾波換相換流器由于變壓器感應(yīng)濾波技術(shù)的實(shí)施， 改變了諧波在系統(tǒng)中的流通路徑，削弱了換流器產(chǎn)生的諧波電流在新型換流變壓器漏抗上引起的諧波壓降， 從而使濾波換相換流器交流側(cè)換相電壓波形畸變程度大大降低， 與傳統(tǒng)換流器相比， 諧波總畸變率THD從21.85%降為9.48%。

表1和表2出示了理想工況下新舊2種換流器交流側(cè)電壓和電流， 以及直流側(cè)電壓和電流中諧波和間諧波含量。從表1和表2可知， 當(dāng)直流輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行， 并且交流系統(tǒng)供電電源理想時(shí)， 新舊2種換流器兩側(cè)交直流系統(tǒng)在開關(guān)函數(shù)調(diào)制作用下主要產(chǎn)生相應(yīng)的特征次諧波成份， 非特征次諧波和間諧波的含量都比較低； 然而由于變壓器感應(yīng)濾波技術(shù)的實(shí)施， 濾波換相換流器的交流側(cè)換相電壓中5、7、11和13特征次諧波電壓的含量較傳統(tǒng)換流器大大降低， 這些諧波成份經(jīng)電壓開關(guān)函數(shù)的調(diào)制作用在直流側(cè)電壓中產(chǎn)生相應(yīng)的6、12和18特征次諧波電壓的含量也大大降低， 與上述理論分析相符合。

表1　理想工況下交流側(cè)諧波和間諧波含有率

表2　理想工況下直流側(cè)諧波和間諧波含有率

（續(xù)表1）

（續(xù)表2）

（2） 交流系統(tǒng)供電電源含畸變諧波的情況。交流系統(tǒng)供電電源含20 Hz的間諧波如表2所示。幅值為基波10%時(shí)新舊2種換流器直流側(cè)電壓、電流， 以及交流側(cè)電壓和電流的諧波和間諧波含量。由表3和表4可知， 新舊2種換流器交流側(cè)電壓和電流中除5、7、11和13特征次諧波含量比較多外， 20 Hz間諧波的含量最多， 而直流側(cè)電壓和電流中除6和12特征次諧波含量比較多外， 40 Hz間諧波的含量最多， 另外還包含較多的80、320、400、640、1 000 Hz的間諧波， 這分別與2.2.1節(jié)中所討論的諧波成份相符合， 證明了理論分析的正確性。另外， 與傳統(tǒng)換流器相比， 濾波換相換流器交直流側(cè)電壓和電流中的諧波和間諧波含量均在一定程度上有所降低， 這主要是由于變壓器感應(yīng)濾波技術(shù)的實(shí)施，使其交直流側(cè)電壓和電流之間的作用相互削弱。

表3　供電電源含畸變諧波時(shí)交流側(cè)系統(tǒng)部分諧波和間諧波含有率

表4　供電電源含畸變諧波時(shí)直流側(cè)系統(tǒng)部分諧波和間諧波含有率

（續(xù)表3）

（續(xù)表4）

（3） 直流側(cè)電壓含畸變諧波的情況。直流側(cè)電壓中含幅值為其10%的50 Hz間諧波時(shí)， 新舊2種換流器直流側(cè)電壓、電流， 以及交流側(cè)電壓和電流的諧波和間諧波含量由表5和表6所示。由于系統(tǒng)電壓頻率為60 Hz， 在換流器交流側(cè)將會(huì)產(chǎn)生間諧波分量。由表5和表6可知， 新舊兩種換流器直流側(cè)電壓和電流中50 Hz間諧波的含量最多， 而相應(yīng)地交流側(cè)電壓和電流中除特征次諧波外， 10、110、250、 350、370、470、610、710、730和830等間諧波含量較多， 這與2.3節(jié)中所討論的諧波成份相符合， 證明了理論分析的正確性。同理， 與傳統(tǒng)換流器相比， 濾波換相換流器由于變壓器感應(yīng)濾波技術(shù)的實(shí)施， 其交直流側(cè)電壓和電流中的諧波和間諧波含量都在一定程度上有所降低。

表5　電壓含畸變諧波時(shí)交流側(cè)系統(tǒng)部分諧波和間諧波含有率

表6　電壓含畸變諧波時(shí)直流側(cè)系統(tǒng)部分諧波和間諧波含有率

4　結(jié)論

本文利用諧波調(diào)制理論對濾波換相換流器進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)制建模， 分析了其交直流側(cè)諧波和間諧波的產(chǎn)生機(jī)理、傳遞特性和相互作用。得到如下結(jié)論。在交直流輸電系統(tǒng)中， 與傳統(tǒng)電網(wǎng)換相換流器相同， 濾波換相換流器中交流系統(tǒng)畸變的背景諧波是換流器直流側(cè)產(chǎn)生間諧波的直接原因， 換流器直流側(cè)紋波又是交流側(cè)產(chǎn)生間諧波的直接原因， 二者相互影響， 相互作用。當(dāng)兩側(cè)交流系統(tǒng)供電電源都理想， 頻率也相同時(shí)， 新舊2種換流器交直流側(cè)間諧波的含量都比較低。當(dāng)兩側(cè)交流系統(tǒng)存在背景諧波、發(fā)生低頻振蕩或者異步聯(lián)網(wǎng)時(shí)， 新舊2種換流器交直流側(cè)均產(chǎn)生間諧波， 并且都滿足相同的調(diào)制規(guī)律。與傳統(tǒng)電網(wǎng)換相換流器不同， 濾波換相換流器中變壓器感應(yīng)濾波技術(shù)的實(shí)施， 使其交直流側(cè)諧波之間的相互作用得到削弱， 諧波和間諧波含量都在一定程度上有所降低。仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性， 從而為濾波換相換流器的進(jìn)一步工程化應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

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［14］ Carbone R， Menniti D， Morrison R E， et al. Harminic and interharmonic distortion modeling in multiconverter system ［J］. IEEE Trans on Power Delivery， 1995， 10（3）： 1685-1692.

［15］ Hu L， Yacamini R. Harmonic transfer through converters and HVDC links ［J］. IEEE Transactions on Power Electronics，1992， 7（3）： 514-525.

［16］ Hu L， Morrison R E. The use of modulation theory to calculate the harmonic distortion in HVDC system operation on an unbalanced supply ［J］. IEEE Trans. on Power Systems， 1997， 12（2）： 973-980.

［17］ Hu L， Yacamini R. Calculation of harmonics and interharmonics in HVDC schemes with low DC side impedance ［J］. IEE Proceedings： Generation， Transmission and Distribution， 1993， 140（6）： 469-476.

（責(zé)任編校： 劉剛毅）

Transfer characteristics of harmonic and interharmonic in a new HVDC system

Li Jianying1， 2， Luo Longfu2， Yang Minsheng1， 2
（1. College of Electrical and Information Engineering， Hunan University of Arts and Science， Changde 415000，China； 2. College of Electrical & Information Engineering， Hunan University， Changsha 410082， China）

Taking new DC transmission system as research object， the uniform modulation model of filter commutated converter has been established by using the harmonic modulation theory. Then the generation mechanism， transfer characteristics and interaction are analyzed. Results show that， compared with traditional line commutated converter， the harmonics interaction between ac-side and dc-side of filter commutated converter is weakened and the content of harmonic and interharmonic is reduced to a certain extent because of the transformer inductive filtering technology. Finally， simulation results show the validity of the theory reasoning and provide a theoretical basis for the engineering application of filter commutated converter.

DC transmission system； filter commutated converter； interharmonic； modulation theory； transfer characteristic； generation mechanism

TM 721.1； TM 46

1672-6146（2016）03-0048-09

10.3969/j.issn.1672-6146.2016.03.011

李建英， Ljydem_91@163.com。

2016-04-18

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（50907018）； 湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（13JJ9023）； 湖南文理學(xué)院科研項(xiàng)目（14YB09）。降低了通過換流變壓器的諧波和無功電流， 用無源濾波實(shí)現(xiàn)了近似于有源濾波的效果［12-13］。由濾波換相換流器構(gòu)成的新型直流輸電系統(tǒng)中變壓器感應(yīng)濾波技術(shù)的實(shí)施， 勢必改變諧波在換流變壓器繞組及交流電網(wǎng)側(cè)的分布特性， 改變諧波在兩側(cè)交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)中的傳遞特性， 影響交直流系統(tǒng)之間諧波的相互作用， 從而改變直流輸電系統(tǒng)中的諧波和間諧波的分布特性。針對該問題， 本文以新型直流輸電系統(tǒng)為研究對象， 綜合運(yùn)用諧波調(diào)制理論， 對濾波換相換流器進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)制建模， 研究新型直流輸電系統(tǒng)中諧波和間諧波的產(chǎn)生機(jī)理、傳遞特性和相互作用， 并建立諧波和間諧波的應(yīng)用分析模型。利用Matlab/SIMULINK軟件對仿真結(jié)果運(yùn)用快速傅立葉變換進(jìn)行諧波和間諧波頻譜分析， 驗(yàn)證理論分析的正確性和有效性， 從而為濾波換相換流器的進(jìn)一步工程化應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

隨著“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”格局的逐步發(fā)展， 我國已跨入交直流大電網(wǎng)時(shí)代。交直流系統(tǒng)之間諧波的相互作用， 使得HVDC系統(tǒng)不僅產(chǎn)生各種特征諧波和非特征諧波， 還會(huì)產(chǎn)生間諧波［1-3］。間諧波是指非基波頻率整數(shù)倍的諧波， 間諧波不僅具有類似諧波的危害， 而且還能夠引起電壓閃變、造成測量儀表誤差和產(chǎn)生沖擊性轉(zhuǎn)矩。近年來， 間諧波污染問題已引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注［4-9］。文獻(xiàn)［8］分析了交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)間諧波產(chǎn)生機(jī)理、傳遞行為和相互影響； 文獻(xiàn)［10］利用現(xiàn)代調(diào)制理論， 對整流器和逆變器進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)制建模揭示了交直交變流系統(tǒng)中的間諧波產(chǎn)生機(jī)理。濾波換相換流器［11］作為一種新型換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 引入了一種全新的變壓器感應(yīng)濾波方案。該方案是在新型換流變壓器閥側(cè)繞組中間抽頭處接入特征次全調(diào)諧濾波裝置， 從而實(shí)現(xiàn)閥側(cè)諧波源處就近抑制諧波和補(bǔ)償無功， 大大