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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 高壓交直流電力系統(tǒng)諧波問(wèn)題研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 簡(jiǎn)介：
- 隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，電力電子裝置越來(lái)越運(yùn)用到交直流輸電系統(tǒng)中。但是由于電力電子裝置是一種非線性時(shí)變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在交流側(cè)造成電流波形的畸變，并給電網(wǎng)注入大量的諧波和無(wú)功，使電網(wǎng)的電能質(zhì)量下降，引起嚴(yán)重的“電網(wǎng)污染”，因此，對(duì)交直流電力系統(tǒng)中的諧波進(jìn)行研究，提出檢測(cè)和抑制諧波的方法對(duì)電力系統(tǒng)有著深刻和實(shí)際的意義。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，電力電子裝置越來(lái)越運(yùn)用到交直流輸電系統(tǒng)中。但是由于電力電子裝置是一種非線性時(shí)變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在交流側(cè)造成電流波形的畸變，并給電網(wǎng)注入大量的諧波和無(wú)功，使電網(wǎng)的電能質(zhì)量下降，引起嚴(yán)重的“電網(wǎng)污染”，因此，對(duì)交直流電力系統(tǒng)中的諧波進(jìn)行研究，提出檢測(cè)和抑制諧波的方法對(duì)電力系統(tǒng)有著深刻和實(shí)際的意義。針對(duì)國(guó)內(nèi)對(duì)高壓交直流混聯(lián)輸電系統(tǒng)中諧波的研究，尤其是間諧波的研究多側(cè)重于檢測(cè)，而缺少對(duì)其產(chǎn)生機(jī)理及應(yīng)用建模的研究。 在此，基于傅里葉分析及現(xiàn)代諧波調(diào)制理論，通過(guò)分析高壓交直流混聯(lián)輸電系統(tǒng)交直流側(cè)的頻率變換關(guān)系，揭示交直流混聯(lián)輸電系統(tǒng)中特征諧波、非特征諧波及間諧波產(chǎn)生的機(jī)理，及傳遞行為和相互影響，同時(shí)以國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）提出的高壓直流混聯(lián)輸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模型為研究對(duì)象，采用電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC，并通過(guò)MATLAB軟件的FFT分析，做了大量的仿真實(shí)驗(yàn)。分析和比較系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下、交流側(cè)單相接地故障、交流側(cè)加入2次諧波源等情況下，交直流輸電系統(tǒng)中特征諧波、非特征諧波及間諧波的分布情況，驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確性和該高壓交直流混聯(lián)輸電系統(tǒng)模型的有效性。 本研究成果獲國(guó)家實(shí)用新型專利授權(quán)5項(xiàng)。
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作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 在此，基于傅里葉分析及現(xiàn)代諧波調(diào)制理論，通過(guò)分析高壓直流輸電系統(tǒng)交直流側(cè)的頻率變換關(guān)系，揭示交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)中特征諧波、非特征諧波及間諧波產(chǎn)生的機(jī)理及傳遞行為和相互影響，同時(shí)以國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）提出的高壓直流輸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模型為研究對(duì)象，采用電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC，并通過(guò)MATLAB軟件的FFT分析，做了大量的仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論的正確性。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)電能形態(tài)提出了新的要求，具體表現(xiàn)為借助電力電子裝置引入功率變換技術(shù)，對(duì)功率電子的流動(dòng)進(jìn)行通斷控制；隨著超大容量的電力電子裝置的使用，現(xiàn)代電力系統(tǒng)正試圖將其快速、實(shí)時(shí)可控性應(yīng)用于電網(wǎng)的電能輸送及運(yùn)行，正在出現(xiàn)著像動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償(ASVG, STATCOM)有源電力濾波(APE)、可控移相裝置(TCPA)和統(tǒng)一潮流控制(UPFC)等獨(dú)具電力領(lǐng)域特色的應(yīng)用。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- ⑴由于現(xiàn)代工業(yè)、商業(yè)及居民用戶的用電設(shè)備對(duì)供電質(zhì)量提出的要求越來(lái)越高，因此，諧波抑制及補(bǔ)償裝置的研制己勢(shì)在必行。這些裝置到底需要補(bǔ)償多大的諧波，需要進(jìn)行怎樣的補(bǔ)償配置，以及需要達(dá)到怎樣的補(bǔ)償效果都是以諧波分析得到的結(jié)果為依據(jù)。 ⑵在電力系統(tǒng)這個(gè)環(huán)境來(lái)說(shuō)，無(wú)諧波是“綠色”的主要標(biāo)志之一，直流輸電作為電力傳輸?shù)囊徊糠?，無(wú)諧波也是“綠色”環(huán)境的標(biāo)志之一。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 針對(duì)國(guó)內(nèi)對(duì)交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)中諧波的研究，尤其是間諧波的研究多側(cè)重于檢測(cè)，而缺少對(duì)其產(chǎn)生機(jī)理及應(yīng)用建模的研究。在此，基于傅里葉分析及現(xiàn)代諧波調(diào)制理論，通過(guò)分析高壓直流輸電系統(tǒng)交直流側(cè)的頻率變換關(guān)系，揭示交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)中特征諧波、非特征諧波及間諧波產(chǎn)生的機(jī)理，及傳遞行為和相互影響，同時(shí)以國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）提出的高壓直流輸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模型為研究對(duì)象，采用電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC，并通過(guò)MATLAB軟件的FFT分析，做了大量的仿真實(shí)驗(yàn)。分析和比較系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下、交流側(cè)單相接地故障、交流側(cè)加入2次諧波源等情況下，交直流輸電系統(tǒng)中特征諧波、非特征諧波及間諧波的分布情況，驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確性和該高壓直流輸電系統(tǒng)模型的有效性。
獲獎(jiǎng)情況
- 論文“基于傅里葉分析及現(xiàn)代諧波調(diào)制理論的諧波問(wèn)題研究”已經(jīng)寄出，等待發(fā)表，獲國(guó)家實(shí)用新型專利5項(xiàng)。
鑒定結(jié)果
- 真實(shí)有效
參考文獻(xiàn)
- [1] 任震，歐開(kāi)健，荊勇，余軍．基于PSCAD/EMTDC軟件的直流輸電系統(tǒng)數(shù)字仿真[J]．電力自動(dòng)化設(shè)備，2002，22(9)：11-12. [2] 浙江大學(xué)發(fā)電教研組，直流輸電科研組．直流輸電[M]．北京電力工業(yè)出版社，1982，253-254. [3] 周長(zhǎng)春，徐政．直流輸電準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型有效性的仿真驗(yàn)證[J]． 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2003，23(12)：33．36． [4]夏道止,沈贊塤. 高壓直流輸電系統(tǒng)的諧波分析及濾波[M]．北京水利電力出版社,1994，4-43. [5]李慧杰，李嘯驄，劉超等．高壓直流輸電系統(tǒng)交流側(cè)諧波分析及濾波配置的探討[J]．繼電器，2005，33(6)：70-72. [6] 曾艷，任震，余濤．基于調(diào)制迭代諧波分析法的交直流混聯(lián)輸電系統(tǒng)多諧波源研究[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2006，30(11)：26-29． [7]余濤，史軍，任震．交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)的間諧波研究[J]．中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2008，28(22)：1-5． [8] 李瓊林，劉會(huì)金．異步聯(lián)網(wǎng)HVDC系統(tǒng)中間諧波產(chǎn)生過(guò)程分析[J]．南方電網(wǎng)技術(shù)，2008，2(2)：1-4． [9] 李瓊林，劉會(huì)金，張振環(huán)，陳紅坤．基于互調(diào)原理的交直交變流系統(tǒng)中的間諧波分析[J]．中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2007，27(34)：1-4． [10]羅隆福，付穎，李勇，周金萍，許加柱，劉福生，直流輸電控制器原理及穩(wěn)態(tài)特性分析[J]．2009，29-1
同類課題研究水平概述
- 我國(guó)正處于高速發(fā)展期間，目前已經(jīng)進(jìn)入從大區(qū)性電網(wǎng)向全國(guó)性互聯(lián)網(wǎng)過(guò)渡的階段，隨著高壓直流輸電技術(shù)在我國(guó)的廣泛應(yīng)用和西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略中各項(xiàng)西電東送工程、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)工程的實(shí)施，直流輸電技術(shù)的廣泛應(yīng)用也將帶來(lái)一系列的問(wèn)題。 高壓直流輸電系統(tǒng)的多諧波源問(wèn)題是一個(gè)全新的理論問(wèn)題。隨著越來(lái)越多的高壓直流輸電（HVDC）系統(tǒng)投入運(yùn)行，我國(guó)已經(jīng)形成復(fù)雜的大規(guī)模交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)，交直流之間諧波的相互作用將變得異常復(fù)雜，多個(gè)換流站產(chǎn)生的諧波能通過(guò)交流輸電線路相互影響，形成復(fù)雜得多諧波源系統(tǒng)，不僅產(chǎn)生通常HVDC系統(tǒng)的特征諧波、非特征諧波，還會(huì)產(chǎn)生間諧波。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)諧波源的的研究尚少，因此有必要對(duì)其模型和諧波特性進(jìn)行深入研究分析，以便更好地采取措施抑制諧波。 針對(duì)國(guó)內(nèi)對(duì)交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)中諧波的研究，尤其是間諧波的研究多側(cè)重于檢測(cè)，而缺少對(duì)其產(chǎn)生機(jī)理及應(yīng)用建模的研究。在此，基于傅里葉分析及現(xiàn)代諧波調(diào)制理論，通過(guò)分析高壓直流輸電系統(tǒng)交直流側(cè)的頻率變換關(guān)系，揭示交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)中特征諧波、非特征諧波及間諧波產(chǎn)生的機(jī)理，及傳遞行為和相互影響，同時(shí)以國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）提出的高壓直流輸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模型為研究對(duì)象，采用電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC，并通過(guò)MATLAB軟件的FFT分析，做了大量的仿真實(shí)驗(yàn)。分析和比較系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下、交流側(cè)單相接地故障、交流側(cè)加入2次諧波源等情況下，交直流輸電系統(tǒng)中特征諧波、非特征諧波及間諧波的分布情況，驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確性和該高壓直流輸電系統(tǒng)模型的有效性。
