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基于新型换流变压器的谐波治理研究作者：罗隆福，李季，许加柱，刘福生，LUOLong-fu，LIJi，XUJia-zhu，LUIFu-sheng作者单位：湖南大学电气与信息工程学院,湖南,长沙,410082刊名：高压电器英文刊名：HIGHVOLTAGEAPPARATUS年，卷(期)：2006，42(2)被引用次数：22次参考文献(7条)1.PovhDRoleofHVDCTransmissioninFutureEnergyDevelopment2000(02)2.LarsWeimers.ABBPowerSystemsHVDCLight:ANewTechnologyforaBetterEnvironment1998(08)3.张桂斌.徐政直流输电技术的新发展[期刊论文]-中国电力2000(03)4.韩晓东.瞿亚东高压直流输电用换流变压器[期刊论文]-高压电器2002(03)5.沈红HVD换流变压器总运行负载损耗的计算[期刊论文]-高压电器2002(04)6.李和明.朱凌12脉动桥式换流器数学模型及数字仿真1995(04)7.谢毓城电力变压器手册2003相似文献(10条)1.期刊论文刘崇茹.张伯明.LIUChongru.ZHANGBoming考虑换流变压器和无功补偿协调控制计算AC/DC系统有功—电压曲线-电力自动化设备2009,29(1)在绘制交直流混合输电系统有功一电压曲线的过程中应该考虑直流的调整控制作用.如果将直流系统简单视为定功率负荷,通过仿真发现,计算得到的静态电压稳定裕度偏保守,并不能反映直流系统的控制作用.在采用连续潮流法求解交直流混合系统有功一电压曲线的过程中,根据换流器的阀组控制方式和直流系统运行特征(无功功率控制方式),调整换流变压器分接头,并根据无功控制需求投入换流站无功补偿装置,求得的有功一电压曲线及电压稳定临界点能够反映直流输电系统控制对电力系统稳定性的影响.2.学位论文许加柱新型换流变压器及其滤波系统的理论与应用研究2007为了实现对发明专利和实用新型专利：“自耦补偿与谐波屏蔽整流变压器”的产业化，湖南省以“十五”“十一五”重大科技专项05GK1002-1，06GK1003-1予以支持。本文以该重大专项为背景，围绕着建立起此项专利在直流输电领域应用的新型换流变压器及其滤波系统(简称新系统)的理论分析体系开展了如下几个方面的研究工作：结合我国未来二十年“西电东送，南北互供，全国联网，电力市场”的电力工业发展方针，阐述了我国高压及特高压直流输电技术的应用发展现状，指出我国发展特高压直流输电是必须的和可行的。但是，传统高压直流输电中谐波抑制和无功补偿方案存在滤波效果不好、增加换流变压器负担等问题。分析了换流变压器的功能、技术特点及结构型式；建立起传统换流变压器的数学模型；并基于数学模型，分析了上下两组换流变压器阻抗不等对换相电压的影响；分析了在不计及和计及换流变压器换相电抗两种条件下换流变压器的谐波特性；在此基础上，对传统换流变压器的设计容量进行了计算；给出了传统换流变压器及其滤波和无功补偿方案。分析了新型换流变压器绕组电压之间的相量关系，给出了四种可能结构型式；分析了新系统的自耦补偿功能，并以单相谐波屏蔽变压器以例，分析其谐波抑制的机理；分析了新系统的谐波特性；在此基础上，对其设计容量进行计算；最后，建立了基于新型换流变压器及其滤波系统和传统换流变压器及其滤波系统的两种直流输电系统仿真模型，仿真结果验证了感应滤波的思想。提出了以多绕组变压器理论为基础，结合磁势平衡方程、基尔霍夫定律、回路电压、电流方程的系统化建模方法，建立了新系统的数学模型；分析了负载电流与绕组电流之间的矩阵变换关系及阀侧端口电压与网侧绕组相电压之间的矩阵变换关系；分析了网侧三相电压不对称对新系统运行特性的影响；对电压损失进行了分析计算；建立了新系统在相坐标下的节点导纳矩阵，为系统统一建模提供方便。针对新系统的特点，提出了一种换相电抗的三相测量法，并同时采用单相及三相测量法对系统的换相电抗进行计算，与基于数学模型的换相电抗计算结果进行对比，结果表明三者是完全一致的，验证了新系统数学模型的正确性；简要分析了滤波支路基频阻抗对换相电抗的影响。创造性提出了一种滤波换相换流器(FilterCommutatedConverter，FCC)的概念；给出了FCC阀侧无功补偿度(简称补偿度)的定义；分析了补偿度对阀侧线电压损失、换相电抗、阀侧空载线电压、直流侧电压、换相角及功率因数的影响；建立了FCC等效Graetz桥电路模型及其等效直流侧电路模型，为进一步研究FCC提供了理论基础；通过分析逆变器发生换相失败的机理和影响换相失败的因素，分析了FCC逆变器各运行变量对换相失败的影响及运行变量对关断角的灵敏度函数；依据上述分析结果，给出FCC逆变器避免换相失败的预防措施。综述了传统滤波装置的设计方法，给出了传统单调谐、双调谐及二阶高通滤波器及并联电容器的参数设计步骤；基于谐波屏蔽变压器的谐波抑制机理，提出了基于谐波屏蔽变压器的滤波器的设计方法，给出了此类单调谐、双调谐滤波器参数设计步骤；最后，根据拟建立的新型直流输电系统研究平台设计参数，对平台的滤波和无功补偿装置进行了综合设计，详细给出了滤波器和并联电容器的设计参数。详细给出了新型直流输电系统研究平台的设计思想，系统的结构框图和各子系统的功能设计；在建设完成的研究平台上，开展如下试验研究：阀侧无功补偿度对换相电抗的影响、阀侧无功补偿度K对阀侧空载线电压的影响、补偿度K为零时各绕组谐波电流分析影响、阀侧无功补偿度对直流侧电压及换相角的影响及传统滤波方式和新型滤波方式滤波效果对比；试验结果进一步验证了新系统良好的运行特性和滤波效果。新系统充分利用变压器自身的电磁感应原理和无源滤波器的滤波及无功补偿功能，克服了传统换流变压器及其滤波系统存在的不足。新系统良好的运行特性和滤波效果，使其必然具有广阔的工程应用前景。新型直流输电系统研究平台的建立也为进一步推广新系统在地铁供电、化工、冶金等领域的应用提供了中试产品。3.期刊论文李勇.罗隆福.尚荣艳.许加柱.李季.刘福生.LIYong.LUOLongfu.SHANGRongyan.XUJiazhu.LIJi.LIUFusheng新型直流输电系统阀侧绕组无功补偿特性分析-电力系统自动化2007,31(8)提出了一种新的采用新型换流变压器的直流输电系统结构,并相应分析了其拓扑结构的特点,重点论述了新型换流变压器阀侧角接三角形绕组端部引出抽头接辅助滤波兼功补装置时,其所体现出的无功补偿度对新型直流输电系统运行的影响.通过统计不同无功补偿度情形下新型换流变压器换相电抗的变化规律,得到了与之相关的换相角、极对地直流电压及换流器的无功功率特性变化曲线,并相应地分析了采用新型换流变压器的直流输电新系统受阀侧绕组无功补偿度影响的运行特性,验证了采用新型换流变压器的新系统在结构与运行性能上所具有的优越性.4.学位论文胡泽芳新型±800kV直流输电系统谐波特性及治理研究2009我国±800kV特高压直流输电工程的建设属世界首创，是实现我国电力工业21世纪战略发展目标“西电东送”的重要步骤。换流变压器及滤波装置作为直流输电工程中重大关键装备，开展相关领域的研究工作是十分必要的。本论文结合湖南省“十一五”重大科研专项“特高压直流换流变压器的研制”开展研究工作，具有重大的理论和工程应用价值。本论文首先在分析我国±800kV直流输电技术的研究现状和发展趋势的基础上，结合实际工程中存在的问题，提出了一种基于新型换流变压器及其感应滤波技术的±800kv直流输电系统(简称：新型±800kV直流输电系统)；分析了新系统的接线方案、新系统的自耦补偿与谐波屏蔽等技术特点，为后续的感应滤波装置的综合设计奠定了理论基础。其次，在分析传统无源交直流滤波器的设计方法的基础上，设计了±800kV新系统条件下的阀侧5/7/11/13次特征谐波感应滤波器，并进行了参数计算；并对±800kV新系统条件下的直流侧滤波器进行了参数计算。最后，参考目前我国建设中的±800kV特高压直流输电工程参数，运用软件Matlab/Simulink/PSB分别建立了基于新型换流变压器及其感应滤波装置的±800kV特高压直流输电系统仿真模型和传统特高压直流输电模型，并进行了仿真对比研究；仿真结果表明，新系统的谐波抑制效果明显，将由换流器产生的主要次特征谐波电流有效地抑制在阀侧，从而大大降低谐波电流对换流变压器及网侧一次设备的不利影响；且能改善阀侧线电压波形，有利于换流器的正常换相与可靠运行，从而增强直流输电系统运行的稳定性。5.期刊论文许加柱.罗隆福.李季.李勇.刘福生.XuJiazhu.LuoLongfu.LiJi.LiYong.LiuFusheng自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器的接线方案和原理研究-电工技术学报2006,21(9)针对传统换流变压器和滤波方式存在的问题,对一种新型的自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器进行研究.该换流变压器阀侧绕组采用延边三角形接线,为3倍次谐波电流提供通路;通过匝比配合,实现12脉波换流;其延边绕组与公共绕组构成自耦变压器接线,可减少换流器换向时的电流冲击;在公共绕组上连接滤波支路,并调至谐振点,配之以变压器巧妙的零阻抗设计,可以在阀侧实现无功补偿,可实现网侧绕组中无5、7、11、13次特征谐波,即谐波屏蔽.仿真结果表明论文的理论分析正确;这种新型换流变压器可大大减少网侧绕组中的谐波含量,降低谐波在变压器中引起的损耗和噪音,同时可降低换流变压器的设计容量和绝缘设计的难度,将有很好的应用前景.6.学位论文俞华基于新型换流变压器的高压直流输电系统滤波研究2007当前我国三峡电站输电线积极建设，西部大型水电站筹建和大量西电东送，大区高压电网互联，宜于采用HVDC线路，直流输电在我国的发展前景良好。而换流变压器是直流输电中的重大技术装备，它不仅关系交直流的变换和输送，也涉及到谐波的抑制和运行安全问题。本文是结合湖南省重大科技专项“高压直流输电新型换流变压器研制”（05GK1001-2）而开展的研究工作。本文的研究工作主要包括以下方面：本文介绍了高压直流输电的发展概况、前景及应用，在此基础上提出了“谐波”这一热点问题，并针对当前传统的换流变压器采用的滤波方式提出了一些不足,为此很有必要探索新的滤波方式。本文阐述了谐波分析的理论基础及谐波的基本概念，然后系统地阐述了高压直流输电换流站的交、直流侧的谐波分析，它们分别包括特征谐波、非特征谐波及其他谐波源。接着给出了谐波含量计算公式，这一部分主要是为基于新型换流变压器的实验平台的谐波分析和谐波含量计算提供理论基础。本文阐述了新型换流变压器的接线，并详细阐述了基于新型换流变压器的HVDC系统谐波抑制原理，从磁势平衡的角度重点分析了其滤波效果，在此基础上提出了采用新型换流变压器的主要技术性能。本文给出了无源滤波器、有源滤波器及混合滤波器的结构，并分析了它们的特性和滤波原理，为后一部分的研究提供理论指导和参考价值。本文给出了实验平台需要用到的参数计算公式，结合实际情况，分配各滤波器的无功补偿容量。应用这些条件和公式，对实验平台的整流侧和逆变侧的滤波方式的参数分别进行计算。根据实际参数，对实验平台的整流和逆变侧运用MATLAB/Simulink分别进行建模和仿真，对比两者仿真结果，验证了采用新型换流变压器的实验平台具有的优势。最后分析了采用新型换流变压器的HVDC系统的应用前景和效益分析。7.会议论文许加柱.罗隆福.李季.李勇.刘福生基于新型换流变压器的HVDC输电系统谐波抑制的机理研究2006在传统的高压直流输电系统中，为了降低换流器产生的谐波对交流系统的影响，通常采用网侧滤波和无功补偿。本文提出了一种新型换流变压器和新的谐波抑制方案，可有效地将谐波抑制于阀侧，且可降低滤波器的设计难度；介绍了新型换流变压器的绕组接线方式、电压偏移角的计算、绕组匝数比的确定；分析了谐波抑制的机理和有效谐波抑制对绕组谐波阻抗的要求；最后，为了验证本文提出的谐波抑制方案的可行性和正确性，建立了基于新