HVDC谐波分析

HVDC系统的谐波及其抑制摘要:通过多方资料调查与研究,对HVDC系统的谐波在暂态、交流电势畸变、降压运行情况下进行了分析,并提出了谐波抑制的方法。

关键词:直流输电系统谐波非正常运行谐波抑制随着高压直流输电(HVDC)在能源开发、电能传输、电力系统不断扩大中的运用,尤其是在与新能源开发利用、风力发电、微网结合方面,直流输电的优越性及必要性日益凸显,直流输电的发展与壮大将是毋庸置疑的必然趋势。

直流输电具有其独特的优越性:(1)经济性(2)互连性(3)控制性直流输电所具有的优势使得直流输电越来越受到重视,但是直流输电本身也存在一些缺点。

如谐波及其抑制就是其中还未攻克的技术性问题。

1 HVDC谐波换流变在交、直流两侧都会产生谐波电压和谐波电流。

HVDC谐波的污染与危害主要表现在对电力与信号的干扰影响方面。

1.1 对电力危害(1)旋转电动机等的附加谐波损耗与发热,缩短适用寿命;(2)谐波谐振过电压,造成电器元器件及设备的故障与损坏;(3)电能计量错误。

1.2 对信号干扰方面(1)对通信系统产生电场干扰,使电信质量下降;(2)使重要的和敏感的自动控制、保护装置误动作;(3)危害到功率处理器自身的正常运行。

对于HVDC系统所产生的谐波特性研究,在两端交流系统基频相同及交流系统三相电势和参数都对称的条件下,已分析得相当清楚。

基本的结论是:交流系统的谐波电流次数为:n=kp(1)其中p为换流器的脉动数,k为正整数。

习惯上称以上两式所表示的谐波次数分别为交直流系统的特征谐波次数。

但是,在各种非正常情况下的谐波则不符合上述公式。

1.3 暂态过程中的谐波分析初始化基于以下条件:(1)两端交流系统换流母线电压(幅值与相位);(2)直流线路电流;(3)逆变侧熄弧角在数据仿真分析,用FFT采用窗函数处理后,结果表明:在交流不对称故障时,直流系统中不仅有特征谐波,还有大量的非特征谐波,尤其是2次谐波含量较高,这对HVDC系统的安全运行是不利的。

识别HVDC 系统中谐波不稳定的频率扫描法一、概论本文介绍了频率扫描法来得到高压直流系统中识别谐波不稳定的更精确的频率特性。

此方法的一个应用实例是识别CIGRE 标准模型的共振频率。

本文表明，基准模型并未调准到设计的共振频率。

使用扫描法可能会使基准模型的共振频率改变，以此解释铁芯饱和型不稳定的仿真。

二、介绍谐波不稳定现象发生在HVDC 输电系统的交流和直流侧网络的阻抗不同时，这会引起一个特定频率下的电压或电流放大。

通常假设谐波不稳定发生在交流和直流侧网络调至互补频率时，即，如果交流侧共振频率为1f ，直流侧共振频率为2f 且021f f f ±=-；0f 为基本工作频率（本例中为60Hz ）。

给出的理由是一侧的频率f 在经过换流器后会在另一侧转变为0f f ±。

因此如果两侧共振频率相差0f ，换流器作用会使它们耦合从而导致不稳定。

当交流侧的二次谐波出现放大时，会产生特别严重的谐波不稳定（称为铁芯饱和不稳定）。

这是因为不对称变压器饱和导致的故障通常会使交流侧产生二次谐波频率下的电流。

这些不稳定已经在文献[2][3]中记录了。

在对确定前面介绍的频率1f 和2f 的简单分析中，通常认为每一侧（交流和直流）是隔离的。

例如在计算交流侧共振时只考虑交流系统等值电路，局部负荷和交流滤波器。

如本文所示，简化的方法可能导致对真正共振频率的错误估计。

事实上，交流和直流侧不是隔离而是通过换流器的复杂开关矩阵相互联系的，换流过程的极度非线性使得综合共振频率的分析确定非常困难。

许多从业人员尝试解决这个复杂的问题。

Hammad[4]使用特征值方法，Bahrman 等[5]则估计反映通过换流器的交流侧阻抗且在直流TNA （瞬态网络分析器）上验证结果。

Larsen 等[6]已经开发出一种基于对换流器交流和直流侧交互作用的线性分析的方法。

它们还考虑了控制器的影响。

本文中，系统建立在一个电磁瞬态仿真程序上且谐波不稳定能被一个频率扫描技术识别。

高压直流输电系统中谐波电流的有效分离策略高压直流输电（HVDC）系统作为远距离电力传输的重要方式，因其高效、稳定及对环境影响较小等优点而被广泛应用于跨国电网互联及大规模可再生能源基地的电能外送。

然而，HVDC系统在运行过程中产生的谐波电流问题，对电网的安全运行和设备的寿命构成威胁。

因此，探索有效的谐波电流分离策略显得至关重要。

以下是针对高压直流输电系统中谐波电流有效分离的六个策略方向：一、有源滤波器的应用有源滤波器（Active Power Filter, APF）是基于实时检测电网中谐波电流并产生相反相位电流来抵消谐波的技术。

APF具有高度灵活性和快速响应能力，能精确跟踪并抑制各种谐波，尤其是对于动态变化的谐波污染，其效果尤为显著。

在HVDC系统中，通过安装有源滤波器于换流站输出端，可以有效减小流入交流电网的谐波电流，保证电网质量。

二、混合型滤波器系统集成混合型滤波器系统结合了无源滤波器（Passive Filter, PF）和有源滤波器的优点，既能处理特定频率的谐波，又能灵活应对谐波变化。

无源滤波器通常用于滤除固定频率的谐波，成本较低但适应性较差；有源滤波器则补充处理非固定频率或复杂变化的谐波。

两者集成使用，可以实现更全面的谐波管理，提高滤波效率，同时降低成本和占地面积。

三、改进换流技术与控制策略换流技术的革新是降低HVDC系统谐波产生的根本途径。

例如，多电平换流器（MMC, Modular Multilevel Converter）利用多个子模块级联，能够生成接近正弦波的电压和电流，大大减少了谐波含量。

此外，优化控制策略，如改进的PWM调制策略和预测控制算法，也能有效减少换流过程中产生的谐波电流，提高系统的整体效率和稳定性。

四、谐振直流链接滤波器设计谐振直流链接滤波器是针对HVDC系统中的直流侧设计的，它利用LC谐振原理，选择性地吸收特定频率的谐波电流，避免其流入交流电网。

合理设计的谐振滤波器可以大幅降低直流侧的谐波，减少对交流系统的干扰，并且有助于提高直流电压的质量，保障系统的长期稳定运行。

直流输电换流站谐波的产生、危害及解决措施the Generation, Harm and Solutions of Harmonics inHVDC摘要：本文主要介绍了直流输电换流站谐波的产生、危害及解决措施。

首先介绍了6脉波及12脉波换流器的交流侧和直流侧的特征及非特征谐波。

之后就谐波对电网及电网中电力元件的影响进行了讨论。

最后介绍了抑制谐波的主动型及被动型的几种主要措施。

关键词：谐波危害抑制直流输电Abstract:This paper concentrates on the generation, harms and solutions of harmonics in HVDC. First of all, it introduces the types of harmonics generation from 6 pulse converter and 12 pulse converter. Second, it discusses the harm of harmonics including hot wastage and so on. Finally, it provides some main measures aiming at restrain the harm of harmonics consisting of active ones and passive ones.Key words:harmonics harm restrain HVDC一．研究直流输电系统谐波的意义1.研究背景直流输电技术从1954年在电力系统中得到应用以来，先后经历了汞弧阀换流时期和晶闸管换流时期，从试验性阶段，到稳步发展阶段，特别是1970年以后，随着电力电子技术和微机控制技术等发展，进入到大力发展阶段。

然而近年来，由于电力电子技术的不断发展和应用，也使得谐波对电力系统运行，电力设备，电力用户，通讯等领域中造成了很大的危害。

陈和洋（１９９４—），男，主要从事柔性直流输电系统的谐波分析与抑制技术研究。

郭　峰（１９９５—），男，主要从事低压配电网人身触电保护。

叶　荣（１９９４—），男，主要从事电力系统故障诊断。

不对称交流电网下ＭＭＣ ＨＶＤＣ系统谐波分析陈和洋１，　郭　峰２，　叶　荣３（１．国网龙岩供电公司，福建龙岩　３６４０００；２．国网泉州供电公司，福建泉州　３６２０００；３．国网福州供电公司，福建福州　３５０００９）摘　要：当柔性直流输电系统（ＭＭＣ ＨＶＤＣ）所连接的交流系统发生不对称故障时，换流站的交流母线电压不再平衡，存在负序分量和零序分量，这使得柔性直流输电系统中的交直流侧谐波分布情况变得比较复杂。

为了研究该情况下系统交直流侧谐波电压和谐波电流的传递规律，以及桥臂的瞬时功率波动情况，首先基于对称分量法和动态相量进行理论推导，然后在ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ中搭建了仿真模型。

最后，根据仿真结果对稳态和故障状态下的电压电流谐波分布情况进行分析，验证了不对称故障状态下交直流侧谐波的传递和桥臂功率波动规律，为相关抑制和控制策略提供参考。

关键词：不对称故障；柔性直流输电；谐波分析；功率波动；负序分量中图分类号：ＴＭ７２　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９５ ８１８８（２０２１）０３ ００６８ ０８ＤＯＩ：１０．１６６２８／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５ ８１８８．２０２１．０３．０１３ＨａｒｍｏｎｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭＭＣ ＨＶＤＣＳｙｓｔｅｍｉｎＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＡＣＰｏｗｅｒＧｒｉｄＣＨＥＮＨｅｙａｎｇ１，　ＧＵＯＦｅｎｇ２，　ＹＥＲｏｎｇ３（１．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＬｏｎｇｙａｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｌｏｎｇｙａｎ３６４０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＱｕａｎｚｈｏｕＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｑｕａｎｚｈｏｕ３６２０００，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＦｕｚｈｏｕＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷｈｅｎａｎａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｆａｕｌｔｏｃｃｕｒｓｉｎｔｈｅＡＣｓｙｓｔｅｍｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅＭＭＣ ＨＶＤＣ，ｔｈｅＡＣｂｕｓｖｏｌｔａｇｅｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｔａｔｉｏｎｉｓｎｏｌｏｎｇｅｒｂａｌａｎｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅａｒｅｎｅｇａｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｚｅｒｏｓｅｑｕｅｎｃｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｏｎｔｈｅＡＣ ＤＣｓｉｄｅｏｆＭＭＣ ＨＶＤＣｍｏｒｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌａｗｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅａｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｏｎｔｈｅＡＣ ＤＣｓｉｄｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｐｏｗｅｒｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅａｒｍｉｎｔｈｉｓｃａｓｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｒｓｔｌｙｄｅｒｉｖｅｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｄｙｎａｍｉｃｐｈａｓｏｒ，ａｎｄｔｈｅｎｂｕｉｌｄｓｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｈａｒｍｏｎｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅａｎｄｔｈｅｆａｕｌｔｓｔａｔｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｉｔｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｓｏｎｔｈｅＡＣ ＤＣｓｉｄｅａｎｄｔｈｅｌａｗｏｆｂｒｉｄｇｅａｒｍｐｏｗｅｒｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｆａｕｌｔｓｔａｔｅｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｒｅｌａｔｅｄｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｆａｕｌｔ；ＭＭＣ ＨＶＤＣ；ｈａｒｍｏｎｉｃａｎａｌｙｓｉｓ；ｐｏｗｅｒｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ；ｎｅｇａｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ０　引　言与传统直流输电相比，基于模块化多电平换流器（ＭｏｄｕｌａｒＭｕｌｔｉｌｅｖｅｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＭＭＣ）的柔性直流输电系统不仅不需要吸收无功功率，而且还能够主动发出无功功率为交流母线提供电压支撑，在换向上不需要外加换向电压，不会因受端系统的电压跌落而发生换向失败，高电平数下ＭＭＣ ＨＶＤＣ的正弦逼近程度高，产生的谐波水平很低，基本不需要滤波就能够满足电网谐波的要求。

华北电力大学直流输电课程报告题目:HVDC系统的谐波及其抑制学生姓名：黄佳新学号： 1081181311专业班级：电气0813成绩：11年 06月 05日一、选题背景和意义高压直流输电技术是电力电子技术在电力系统输电领域中应用最早同时也是较为成熟的技术。

我国从20世纪50年代开始从事高压直流输电技术的研究，于60年代在中国电力科学院建成国内第一个晶闸管阀模拟装置，并于1977年在上海将一条报废的交流电缆线路改造为31KV的直流输电试验线路，供研究的HVDC技术使用。

从80年代末以来，我国高压直流输电技术的研究和发展取得了突飞猛进的提高，目前已经投运10个直流输电工程[1]。

随着高压直流输电(HVDC) 的发展, 相关的谐波问题日益突出。

在理想条件下, 当从交流侧和直流侧看入时, 换流器分别被视为电流源和电压源。

然而, 实际的高压直流运行条件并非理想, 在某些特定条件下, 还有可能引发谐波放大甚至谐波不稳定[2]。

直流输电引起的谐波不稳定是指在换流站附近有扰动时, 谐波振荡不易衰减甚至放大现象, 主要表现为换流站交流母线电压严重畸变, 从而导致直流输电系统运行困难甚至系统关闭[3-4]。

导致HVDC 谐波不稳定发生的原因主要有2种: 一种是按相控方式[5]；另一种则是因为交流系统为非无穷大系统、直流系统的平波电抗器非无穷大[6]。

目前谐波与电磁干扰、功率因数降低已并列为电力系统的三大公害。

因而了解谐波产生的机理，研究消除供配电系统中的高次谐波问题对改善供电质量和确保电力系统安全经济运行有着非常积极的意义。

二、国内外研究现状1 谐波及其起源所谓谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，通常也称之为高次谐波。

谐波主要由谐波电流源产生：当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流因而发生了畸变，由于负荷与电网相连，故谐波电流注入到电网中，这些设备就成了电力系统的谐波源。

收稿日期：2009-02-20；修回日期：2009-03-23胡弢（东南大学电气工程学院，江苏南京210096）VSC －HVDC 的谐波分析Jiangsu Electrical Engineering2009年7月江苏电机工程第28卷第4期摘要：基于电压源换流器的高压直流输电技术（VSC －HVDC ）已经在电力系统中得到了应用。

针对采用双闭环解耦控制的VSC －HVDC ，对其谐波产生机理进行了详细的理论分析和数学推导，并针对分析结果提出了变调制度的谐波抑制措施；通过Matlab/Simulink 建立了VSC －HVDC 供电有源系统的仿真模型，仿真结果验证了理论分析的正确性和谐波抑制措施的有效性。

关键词：VSC －HVDC ；谐波；变调制度中图分类号：TM83文献标志码：B文章编号：1009－0665（2009）04－0009－05随着电力电子和数字控制技术的发展，在HVDC 中采用以全控型器件为基础的电压源型换流器（VSC ，Voltage Source Converter ）的条件已经具备。

以全控型的功率器件如IGBT 作为开关器件，使得VSC －HVDC 具有可独立调节有功和无功功率的优点，可向无源网络送电，克服了传统HVDC 的本质缺陷，把HVDC 的优势扩展到配电网，极大地拓宽了HVDC 的应用范围，具有广阔的应用前景［1－3］。

针对采用双闭环解耦控制的VSC －HVDC ，对其谐波产生机理进行了详细的理论分析和数学推导，并且针对分析结果提出了变调制度的谐波抑制措施；通过仿真验证了理论分析的正确性和谐波抑制措施的有效性。

1VSC －HVDC 运行机理与控制技术采用全控型器件的换流器工作时，由于器件的关断可由门极触发脉冲来控制，不需要所接系统为其提供换相电流，具有自换相功能，自换相电压源换流器直流端并联大电容，它既抑制直流电压纹波，减低直流电源内阻，使直流侧近似为恒压源，又为来自交流侧的无功电流提供通路。

HVDC系统的谐波及其抑制作者：许雯旸来源：《科技创新导报》2011年第35期摘要:通过多方资料调查与研究,对HVDC系统的谐波在暂态、交流电势畸变、降压运行情况下进行了分析,并提出了谐波抑制的方法。

关键词:直流输电系统谐波非正常运行谐波抑制中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)12(b)-0072-01随着高压直流输电(HVDC)在能源开发、电能传输、电力系统不断扩大中的运用,尤其是在与新能源开发利用、风力发电、微网结合方面,直流输电的优越性及必要性日益凸显,直流输电的发展与壮大将是毋庸置疑的必然趋势。

直流输电具有其独特的优越性:(1)经济性(2)互连性(3)控制性直流输电所具有的优势使得直流输电越来越受到重视,但是直流输电本身也存在一些缺点。

如谐波及其抑制就是其中还未攻克的技术性问题。

1 HVDC谐波换流变在交、直流两侧都会产生谐波电压和谐波电流。

HVDC谐波的污染与危害主要表现在对电力与信号的干扰影响方面。

1.1 对电力危害(1)旋转电动机等的附加谐波损耗与发热,缩短适用寿命;(2)谐波谐振过电压,造成电器元器件及设备的故障与损坏;(3)电能计量错误。

1.2 对信号干扰方面(1)对通信系统产生电场干扰,使电信质量下降;(2)使重要的和敏感的自动控制、保护装置误动作;(3)危害到功率处理器自身的正常运行。

对于HVDC系统所产生的谐波特性研究,在两端交流系统基频相同及交流系统三相电势和参数都对称的条件下,已分析得相当清楚。

基本的结论是:交流系统的谐波电流次数为:n=kp(1)其中 p为换流器的脉动数,k为正整数。

习惯上称以上两式所表示的谐波次数分别为交直流系统的特征谐波次数。

但是,在各种非正常情况下的谐波则不符合上述公式。

1.3 暂态过程中的谐波分析初始化基于以下条件:(1)两端交流系统换流母线电压(幅值与相位);(2)直流线路电流;(3)逆变侧熄弧角在数据仿真分析,用FFT采用窗函数处理后,结果表明:在交流不对称故障时,直流系统中不仅有特征谐波,还有大量的非特征谐波,尤其是2次谐波含量较高,这对HVDC系统的安全运行是不利的。

HVDC系统的谐波及其抑制摘要：目前，高压直流(HVDC)输电在远距离、大容量方面独具优势，其输电技术在我国已经得到了广泛地应用，并且在今后几十年中，在我国还将有更为广阔的应用前景。

但高压直流输电中的换流变压器是一大功率、非线性电子元器件，系统中由于大功率电力电子设备的投入，谐波问题也随之产生。

在查阅了相关资料文献的基础上，结合自己的理解，摘录出如下方面关于HVDC系统的谐波及其抑制的内容：（1）高压直流输电系统中的谐波及其危害（2）高压直流输电系统中谐波的类型（3）高压直流输电系统谐波的分析和抑制措施关键字：高压直流输电系统，谐波，特征谐波，非特征谐波1.绪论1.1引言：自1954 年世界上第一个工业直流输电工程在瑞典投运以来，高压直流输电的商业化运行已有50 年的历史。

与交流输电相比，直流输电具有非同步联络能力线路输送容量大，网损小功率易控制等优点。

直流输电在我国已经得到了广泛地应用。

但是，直流输电带来巨大经济利益的同时，也给系统运行带来了新的挑战。

因为换流变压器是一大功率、非线性电子元器件，在系统中产生大量非特征和特征谐波，对供电质量是一种“污染”，严重干扰周围通信系统，而且使输电系统电气设备发热而损坏，严重时在输电系统产生并联和串联谐振。

因此，对谐波的分析方法提出来更新、更高的要求。

1.2谐波的定义：在电力系统中理想的交流电压与交流电流是呈正弦波形的，当正弦电压施加在线性无源元件电阻、电感和电容上时，仍为同频率的正弦波。

但当正弦电压施加在非线性电路上时，电流就变为非正弦波，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。

对这些非正弦电量进行傅立叶级数分解，除得到与电网基波频率相同的分量外，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分分量就称为谐波。

1.3 谐波的产生及其危害：图1 直流输电系统接线示意图图 2 id 及Ud 波形图 1 为HVDC 系统示意图。

如图2 所示。

在换流桥直流侧整流电压Ud 不是一个纯直流电压波形，而交流侧电流Id 为一非正弦波形。

逆变器系统的谐波分析与抑制策略引言逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的设备。

随着电力电子技术的快速发展，逆变器在各个领域中得到了广泛的应用。

然而，逆变器在实际运行中会产生谐波，给电力系统的稳定运行带来了一定的挑战。

因此，对逆变器系统的谐波分析与抑制策略进行研究，对于提高电力系统的可靠性和稳定性具有重要意义。

一、谐波分析1.1 谐波的概念谐波是指频率是基波整数倍的电压或电流分量。

在逆变器系统中，谐波主要来自于开关器件的非线性特性以及一些外部负载的非线性特性。

由于谐波的存在，会导致电力系统中电流和电压的畸变，影响系统的运行效果。

1.2 谐波的影响谐波对电力系统的影响主要有以下几个方面：（1）导致电力系统中电流和电压的畸变，对设备的正常运行造成损害；（2）增加系统的电能损耗，降低电能利用效率；（3）产生电磁干扰，对周围设备和通讯系统造成干扰。

二、逆变器系统的谐波抑制策略2.1 电力滤波器的应用电力滤波器是一种常用的谐波抑制设备。

通过在逆变器的输入端或输出端接入电力滤波器，可以有效地滤除谐波分量，减少谐波对电力系统的影响。

电力滤波器的工作原理是通过谐波电流在滤波器中的流动，将谐波电流与基波电流分离，从而实现谐波的抑制。

2.2 优化逆变器拓扑结构设计逆变器系统的拓扑结构对谐波抑制具有一定的影响。

优化逆变器的拓扑结构设计，可以降低谐波的产生和传播。

例如，采用多电平逆变器结构可以减少逆变器输出电压中的谐波成分，降低谐波的产生。

2.3 控制策略的改进控制策略对于逆变器系统的谐波抑制也起到了至关重要的作用。

通过改进逆变器的调制方式和控制算法，可以有效地减少谐波的产生。

例如，采用空间矢量调制控制方法可以降低逆变器输出电压中的谐波成分。

2.4 负载侧的谐波抑制措施除了在逆变器端采取谐波抑制策略外，还可以在负载侧采取一些谐波抑制措施。

例如，通过采用谐波抑制变压器可以有效地减少负载产生的谐波。

同时，在激光设备等高谐波负载的应用中，可以采用谐波电流消除器来抑制谐波。

VSC-HVDC等效谐波阻抗与谐波谐振特性研究Nguyen Phuc Huy;韩民晓
【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2015(042)002
【摘要】现代电压源型换流器(VSC)能够产生准正弦波形,但对基于PWM的电平数较少的VSC,谐波含量仍然较大,需要配置性能良好的滤波器.从交直流两侧看入,换流器有一个等效谐波阻抗.估算此谐波阻抗对滤波器的设计和谐波谐振分析有着重要作用.基于开关函数的定量分析,利用VSC两侧的谐波的相互作用来计算等效谐波阻抗.同时分析了开关函数各开关分量之间的交叉调制给谐波阻抗计算带来的影响.此外,还进行了基于电压源换流器的高压直流输电的交直流两侧的谐振分析.从VSC直流侧看入的谐波阻抗虽然很大,但由于直流分压电容和直流电缆的寄生电容的影响,仍存在谐振的可能性.在交流侧,谐振可能出现在换流器的输出端口,且可能存在谐波放大现象.
【总页数】7页(P8-14)
【作者】Nguyen Phuc Huy;韩民晓
【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206
【正文语种】中文
【中图分类】TM721
【相关文献】
1.车网耦合下高速铁路牵引网谐波谐振特性研究 [J], 崔恒斌;冯晓云;林轩;王青元
2.新型双边供电系统谐波谐振特性分析 [J], 赵元哲;李群湛;朱鹏;李亚楠
3.一种等效奇次谐波谐振器的单相DVR控制方法 [J], 胡磊磊;肖国春;卢勇;滕国飞;王兆安
4.基于阻抗分压原理的牵引网谐波谐振研究 [J], 王娟;刘明光
5.车网耦合系统谐波谐振特性研究 [J], 卿宴伶; 黄彦全; 李辉; 韦婷; 符蓉
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

HVDC交流滤波电容器试验模态分析的开题报告
标题： HVDC交流滤波电容器试验模态分析
研究背景：
直流输电已经成为一种重要的电力输电方式。

而交流滤波电容器在高压直流输电中具有非常重要的作用，其负责对交流串入直流系统中的高频分量进行抑制。

但是，随着电力系统的运行条件的变化，交流滤波电容器的工作状态也会发生变化，这样就会导致其谐振频率的改变。

为了保证交流滤波电容器在高压直流输电中的工作稳定性和安全性，有必要对其试验模态进行分析。

研究目的：
本研究旨在分析HVDC交流滤波电容器的试验模态，以期能够揭示其在不同工况下的谐振特性，为其在高压直流输电中的正常工作提供保障。

研究方法：
本研究将采用有限元模拟方法对HVDC交流滤波电容器进行分析。

具体方法如下：
1.首先，对交流滤波电容器进行几何建模，包括其内部电场和电流分布模拟。

2.其次，对HVDC交流滤波电容器在不同工况下的试验模态进行分析，包括在不同频率、温度和电压下的工作状态。

3.然后，对所获得的数据进行筛选和分析，得出交流滤波电容器的试验模态特性。

4.最后，对分析结果进行评估和归纳总结，提出相应的优化和改进措施。

研究意义：
本研究将为HVDC交流滤波电容器在直流输电中的长期稳定运行提供重要的理论和实验基础，对加载运费、缩小电功率损耗范围具有重要的技术指导意义。

预期成果：
通过本研究，我们预期能够得到HVDC交流滤波电容器在不同工况下的试验模态特性，提出相应的优化和改进措施，为其在高压直流输电中的正常工作提供保障。

关键词：
HVDC，交流滤波电容器，试验模态，有限元模拟。