一种基于三端直流输电系统的架空线路谐波电流计算方法

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.202003179

中国电力 ›› 2021, Vol. 54 ›› Issue (1): 37-46.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202003179

• 国家“十三五”智能电网重大专项专栏：（四）柔性直流电网技术、装备与工程 • 上一篇下一篇

一种基于三端直流输电系统的架空线路谐波电流计算方法

崔嘉滢, 刘天琪, 王顺亮, 马俊鹏, 常鹏飞

四川大学电气工程学院，四川成都 610065

收稿日期:2020-03-25 修回日期:2020-06-28 出版日期:2021-01-05 发布日期:2021-01-11
作者简介:崔嘉滢(1994—)，女，硕士研究生，从事电力系统分析计算及稳定控制、高压直流输电研究，E-mail：cuijiaying17@163.com;刘天琪(1962—)，女，博士，教授，博士生导师，从事电力系统分析计算与稳定控制、高压直流输电、调度自动化、新能源接入、大数据应用研究，E-mail：tqliu@seu.edu.cn;王顺亮(1987—)，男，通信作者，博士，副研究员，从事高压直流输电、变流器控制与调制研究，E-mail：SLW_SCV@163.com;马俊鹏(1990—)，男，博士，副研究员，从事高压直流输电系统建模及分析、新能源并网变换器建模及控制研究，E-mail：jma@scu.edu.cn;常鹏飞(1995—)，男，硕士研究生，从事电力系统分析计算及稳定控制、高压直流输电研究，E-mail：174270452@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51977135)

A Calculation Method for Line Harmonic Current Based on Three-Terminal HVDC Transmission System

CUI Jiaying, LIU Tianqi, WANG Shunliang, MA Junpeng, CHANG Pengfei

College of Electrical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China

Received:2020-03-25 Revised:2020-06-28 Online:2021-01-05 Published:2021-01-11
Supported by:
This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No.51977135)

摘要/Abstract

摘要： 针对三端直流输电系统可能出现的架空输电线路谐波电流放大问题，对不同运行方式下的双极线路谐波电流开展研究。基于波阻抗理论，将对称运行的直流线路简化为对称分量回路，并求取单位长度参数；分析了均一线路谐波电流的计算方法；在此基础上结合波的折反射原理，提出了一种计算混合线路谐波电流的方法。通过在PSCAD/EMTDC平台上搭建相应的直流线路模型进行仿真，并与理论计算结果对比，表明该计算方法在求取三端直流输电系统不同运行方式下的线路谐波电流方面具有较高的准确性。

关键词: 三端直流输电系统, 分布参数, 波阻抗, 谐波电流, 运行方式, 混合线路

Abstract: In view of the potential problem of harmonic current amplification of overhead transmission lines in three-terminal DC transmission system, a study is conducted on the harmonic current of bipolar overhead lines under different operating modes. Based on the theory of wave impedance, the symmetrical DC lines are simplified into the symmetrical component loops, and the unit length parameters are obtained. The calculation method for harmonic current of uniform line is analyzed. Based on the theory of wave refraction and reflection, a method for calculating harmonic current of hybrid transmission lines is proposed. By building the corresponding DC line model on the PSCAD/EMTDC platform for simulation, and comparing with the theoretical calculation results, it is shown that the proposed calculation method has a high accuracy in obtaining the line harmonic current under different operation modes of the three-terminal DC transmission system.

Key words: three-terminal DC transmission system, distributed parameter, wave impedance, harmonic current, operating mode, hybrid transmission lines

崔嘉滢, 刘天琪, 王顺亮, 马俊鹏, 常鹏飞. 一种基于三端直流输电系统的架空线路谐波电流计算方法[J]. 中国电力, 2021, 54(1): 37-46.

CUI Jiaying, LIU Tianqi, WANG Shunliang, MA Junpeng, CHANG Pengfei. A Calculation Method for Line Harmonic Current Based on Three-Terminal HVDC Transmission System[J]. Electric Power, 2021, 54(1): 37-46.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.electricpower.com.cn/CN/10.11930/j.issn.1004-9649.202003179

https://www.electricpower.com.cn/CN/Y2021/V54/I1/37

参考文献

[1] 王永平, 赵文强, 杨建明, 等. 混合直流输电技术及发展分析[J]. 电力系统自动化, 2017, 41(7): 156-167
WANG Yongping, ZHAO Wenqiang, YANG Jianming, et al. Hybrid high-voltage direct current transmission technology and its development analysis[J]. Automation of Electric Power Systems, 2017, 41(7): 156-167
[2] 汤广福, 罗湘, 魏晓光. 多端直流输电与直流电网技术[J]. 中国电机工程学报, 2013, 33(10): 8-17, 24
TANG Guangfu, LUO Xiang, WEI Xiaoguang. Multi-terminal HVDC and DC-grid Technology[J]. Proceedings of the CSEE, 2013, 33(10): 8-17, 24
[3] 张文亮, 汤涌, 曾南超. 多端高压直流输电技术及应用前景[J]. 电网技术, 2010, 34(9): 1-6
ZHANG Wenliang, TANG Yong, ZENG Nanchao. Multi-terminal HVDC transmission technologies and its application prospects in China[J]. Power System Technology, 2010, 34(9): 1-6
[4] 郝巍, 李兴源, 金小明, 等. 直流输电引起的谐波不稳定及其相关问题[J]. 电力系统自动化, 2006, 30(19): 94-99
HAO Wei, LI Xingyuan, JIN Xiaoming, et al. A survey of harmonic instability and related problem caused by HVDC[J]. Automation of Electric Power Systems, 2006, 30(19): 94-99
[5] 袁方. 谐波在输电线路中的传播特性研究[D]. 西安: 西安科技大学, 2017.
YUAN Fang. Research on propagation characteristics of harmonic in transmission line[D]. Xi'an: Xi'an University of Science and Technology, 2017.
[6] 刘心旸, 马为民, 贾宏杰. 长距离直流线路谐波阻抗计算方法与直流谐振特性研究[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(18): 5313-5320, 5530
LIU Xinyang, MA Weimin, JIA Hongjie. Researches on long-range DC line harmonic impedance calculating methods and DC resonance characteristics[J]. Proceedings of the CSEE, 2017, 37(18): 5313-5320, 5530
[7] 吴立珠. 50 Hz谐波电流在高压直流系统中的传递特性研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2017.
WU Lizhu. Study on the transmission characteristics of 50 Hz harmonic current in HVDC system[D]. Guangzhou: South China University of Technology, 2017.
[8] 李晓华, 吴立珠, 丁晓兵, 等. 基于直流线路参数的50 Hz谐波放大评估方法[J]. 电力系统自动化, 2018, 42(6): 146-151
LI Xiaohua, WU Lizhu, DING Xiaobing, et al. Evaluation method of 50 Hz harmonic amplification based on DC line parameters[J]. Automation of Electric Power Systems, 2018, 42(6): 146-151
[9] 陈相, 刘天琪, 王顺亮, 等. 多桥换流器高压直流输电送端谐波不稳定分析与抑制[J]. 电力系统自动化, 2017, 41(18): 46-52
CHEN Xiang, LIU Tianqi, WANG Shunliang, et al. Analysis and suppression of harmonic instability for multi-bridge converter based HVDC system[J]. Automation of Electric Power Systems, 2017, 41(18): 46-52
[10] 穆子龙, 李兴源. 交、直流输电系统相互影响引起的谐波不稳定问题[J]. 电力系统自动化, 2009, 33(2): 96-100
MU Zilong, LI Xingyuan. Harmonic instability caused by interactions between AC and DC transmission systems[J]. Automation of Electric Power Systems, 2009, 33(2): 96-100
[11] 常浩, 厉璇, 马玉龙, 等. 舟山多端柔性直流输电工程直流系统放电特性[J]. 高电压技术, 2017, 43(1): 9-15
CHANG Hao, LI Xuan, MA Yulong, et al. Discharge characteristics of DC system in Zhoushan multi-terminal VSC-HVDC transmission project[J]. High Voltage Engineering, 2017, 43(1): 9-15
[12] 杜晓磊, 郭庆雷, 吴延坤, 等. 张北柔性直流电网示范工程控制系统架构及协调控制策略研究[J]. 电力系统保护与控制, 2020, 48(9): 164-173
DU Xiaolei, GUO Qinglei, WU Yankun, et al. Research on control system structure and coordination control strategy for Zhangbei Demonstration Project of MMC-HVDC Grid[J]. Power System Protection and Control, 2020, 48(9): 164-173
[13] 方书博, 冯智慧, 张广洲, 等. 特高压交直流并行输电线路混合电场分布[J]. 中国电力, 2020, 53(3): 84-90
FANG Shubo, FENG Zhihui, ZHANG Guangzhou, et al. Research on hybrid electric field distribution of UHV AC/DC parallel transmission lines[J]. Electric Power, 2020, 53(3): 84-90
[14] 曹润彬, 李岩, 许树楷, 等. 特高压混合多端直流线路保护配置与配合研究[J]. 南方电网技术, 2018, 12(11): 52-58, 83
CAO Runbin, LI Yan, XU Shukai, et al. Research on configuration and coordination of multi-terminal hybrid UHVDC line protection[J]. Southern Power System Technology, 2018, 12(11): 52-58, 83
[15] 卢东斌, 田杰, 李海英, 等. 电网换相换流器和电压源换流器串联组成的混合直流换流器控制和保护研究[J]. 电力系统保护与控制, 2020, 48(15): 92-101
LU Dongbin, TIAN Jie, LI Haiying, et al. Control and protection of series hybrid DC converters with a line-commutated converter and a voltage source converter[J]. Power System Protection and Control, 2020, 48(15): 92-101
[16] 吕承, 邰能灵, 郑晓冬, 等. 基于边界电流的柔性直流线路保护新方案[J]. 电力科学与技术学报, 2020, 35(1): 115-121.
LV Cheng, TAI Nengling, ZHENG Xiaodong, et al. Protection novel scheme for flexible DC line based on boundary current[J]. Journal of Electric Power Science and Technology, 2020, 35(1): 115-121.
[17] 王俊生, 傅闯, 胡铭, 等. 并联型多端直流输电系统保护相关问题探讨[J]. 中国电机工程学报, 2014, 34(28): 4923-4931
WANG Junsheng, FU Chuang, HU Ming, et al. Discussion on the protection in parallel-type multi-terminal HVDC systems[J]. Proceedings of the CSEE, 2014, 34(28): 4923-4931
[18] 黄荣辉, 李勋, 张宏钊, 等. 线缆混合输电线路故障组合行波测距方法及影响因素研究[J]. 电力系统保护与控制, 2018, 46(5): 73-81
HUANG Ronghui, LI Xun, ZHANG Hongzhao, et al. Research on combined traveling wave fault location method of overhead line-cable hybrid line and influencing factors[J]. Power System Protection and Control, 2018, 46(5): 73-81
[19] 黄震, 江泰廷, 张维锡, 等. 基于双端行波原理的高压架空线—电缆混合线路故障定位方法[J]. 电力系统自动化, 2010, 34(14): 88-91
HUANG Zhen, JIANG Taiting, ZHANG Weixi, et al. A fault location method for high-voltage overhead lines combined with underground power cables based on double-ended travelling wave principle[J]. Automation of Electric Power Systems, 2010, 34(14): 88-91
[20] CARSON J R. Wave propagation in overhead wires with ground return[J]. Bell System Technical Journal, 1926, 5(4): 539-554.
[21] (俄罗斯)捷米尔强. 电工理论基础 (翻译版)[M]. 4版. 北京: 高等教育出版社, 2011.
[22] 郭华, 王德付, 陈凌云, 等. 昆柳龙直流不同运行方式下广西电网安全稳定分析[J]. 电力科学与工程, 2019, 35(8): 67-72
GUO Hua, WANG Defu, CHEN Lingyun, et al. Safety and stability analysis of Guangxi power grid under different operation modes of Kun-Liu-Long HVDC[J]. Electric Power Science and Engineering, 2019, 35(8): 67-72
[23] 赵智大. 高电压技术[M]. 北京: 中国电力出版社, 1999.

一种基于三端直流输电系统的架空线路谐波电流计算方法

A Calculation Method for Line Harmonic Current Based on Three-Terminal HVDC Transmission System

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	许彦平, 白婕, 施浩波, 秦晓辉, 张彦涛. 基于凸包算法的极端运行方式提取方法[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 30-39.
[2]	郭庆来, 兰健, 周艳真, 王铮澄, 曾泓泰, 孙宏斌. 基于混合智能的新型电力系统运行方式分析决策架构及其关键技术[J]. 中国电力, 2023, 56(9): 1-13.
[3]	刘可, 王轩, 王杨, 王昕, 杨放南, 李剑武, 刘冬平, 郭财, 张启晟, 陈海盟. 静止无功发生器谐波模型及其对谐振影响分析[J]. 中国电力, 2022, 55(9): 174-182.
[4]	朱涛, 谢一工, 钟少军, 陈伟, 张鹏. 模糊层次分析法在电网操作方案选择过程中的应用[J]. 中国电力, 2022, 55(8): 121-128.
[5]	宋一凡, 赵贺, 沈俊言, 陶顺, 马喜欢, 徐永海. GB/T 14549—93与IEEE std.519:2014谐波电流限值确定方法对比[J]. 中国电力, 2022, 55(7): 42-48.
[6]	徐攀腾, 朱博, 喻文翔, 宋述波, 杨学广, 樊友平. 昆柳龙直流工程受端高频谐振评估及抑制[J]. 中国电力, 2022, 55(3): 9-17.
[7]	于永军, 许立国, 林子杰, 孙冰涵, 刘秋降, 吴振升, 任之杰. 基于级联Ｈ桥变流器的风电网宽频带谐波阻抗测量装置[J]. 中国电力, 2022, 55(11): 73-83.
[8]	张旭, 徐永海, 刘子腾, 蒋海玮, 陶顺. 考虑系统侧谐波电压波动的光伏接入点谐波发射水平评估方法[J]. 中国电力, 2021, 54(3): 109-116.
[9]	苏麟, 朱鹏飞, 闫安心, 马亚林, 何梦雪, 梅军, 王冰冰, 范光耀. 苏州中压直流配电工程设计方案及仿真验证[J]. 中国电力, 2021, 54(1): 78-88.
[10]	宋远见, 徐政, 余敬秋, 张哲任. 海上风机塔筒的非均匀传输线模型[J]. 中国电力, 2020, 53(7): 92-99,216.
[11]	张瑞祥, 高玉峰, 李康, 姚尧, 王震, 徐浩凇. 高温气冷堆二回路水汽品质优化方案探讨[J]. 中国电力, 2019, 52(1): 179-184.
[12]	王永进, 樊艳芳, 李自乾. 基于改进方向电流法的特高压直流输电线路故障识别[J]. 中国电力, 2019, 52(1): 76-81.
[13]	张宇娇, 刘佳炜, 黄雄峰, 苏攀, 智李, 姜岚. 改进复合材料杆塔多波阻抗模型及其仿真计算[J]. 中国电力, 2018, 51(5): 68-74.
[14]	徐诚, 赵泓, 王劲草, 袁林. 基于无功功率方向法的主谐波电流来源判别[J]. 中国电力, 2018, 51(11): 88-95.
[15]	熊俊辉, 王仲奕, 王鹏, 刘星廷, 赵阳. 考虑杆塔等效半径变化的高杆塔雷击暂态特性分析[J]. 中国电力, 2017, 50(7): 180-184.

模态框（Modal）标题

一种基于三端直流输电系统的架空线路谐波电流计算方法

A Calculation Method for Line Harmonic Current Based on Three-Terminal HVDC Transmission System

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics