地磁感应电流（GIC）对直流输电影响的研究
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当地磁感应电流(GIC)经由接地中性点流入变压器时,变压器会出现直流偏磁,向系统注入大量的谐波,特别是低次谐波。这些谐波在换流器两侧传递。当系统对某几次谐波存在谐振点时,交流母线电压便会产生严重畸变；对直流输电系统的稳定运行造成威胁。本文对各种不同结构的变压器在GIC造成的直流偏磁条件下所产生的谐波的特点进行了分析,对这些谐波在换流器两侧传递的规律进行了探讨,并对直流输电系统交流侧并联谐振及换流器直流交流侧互补谐振的条件进行了理论分析。通过对CIGREBenchmark HVDC直流输电测试系统等的仿真对上述理论分析进行了证明,给出了系统在谐振和非谐振的情况下,GIC对HVDC输电系统的谐波和无功需求等的影响。最后本文对各种现有的削弱GIC对系统影响的手段进行了比较,提出了选择和优化这些方法的原则。
| 中文摘要 | 第3页 |
| 英文摘要 | 第3页 |
| 第一章 引言 | 第6-11页 |
| 1.1 研究背景 | 第6-7页 |
| 1.1.1 GIC对交流系统的危害 | 第6-7页 |
| 1.1.2 GIC对直流输电的危害 | 第7页 |
| 1.1.3 GIC对我国电力系统的危害 | 第7页 |
| 1.2 GIC对直流输电危害的研究现状 | 第7-9页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第7-9页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第9页 |
| 1.3 本文的主要工作及其意义 | 第9-11页 |
| 第二章 换流变压器直流偏磁及其谐波分析 | 第11-23页 |
| 2.1 换流变压器直流偏磁产生机理 | 第11-13页 |
| 2.2 换流变压器直流偏磁时的谐波分析 | 第13-16页 |
| 2.2.1 直流电流与其产生的直流磁通 | 第13-14页 |
| 2.2.2 直流偏磁下的励磁电流谐波分析 | 第14-16页 |
| 2.3 仿真验证 | 第16-21页 |
| 2.3.1 直流偏磁变压器模型简介 | 第17-18页 |
| 2.3.2 变压器偏磁及其谐波的仿真 | 第18-21页 |
| 2.4 变压器结构与谐波的关系 | 第21-22页 |
| 2.5 本章小结 | 第22-23页 |
| 第三章 换流器交直流侧的谐波传递 | 第23-36页 |
| 3.1 概述 | 第23-24页 |
| 3.2 忽略换相过程的谐波传递特性分析 | 第24-29页 |
| 3.3 计及换相过程及换流器控制的谐波传递特性的分析 | 第29-34页 |
| 3.4 本章小结 | 第34-36页 |
| 第四章 谐波阻抗与换流器交直流侧谐波不稳定性分析 | 第36-46页 |
| 4.1 概述 | 第36-38页 |
| 4.1.1 正序2次谐波引起的谐波不稳定性 | 第36-38页 |
| 4.1.2 交流并联谐振引发的谐波不稳定性 | 第38页 |
| 4.2 谐波阻抗的计算 | 第38-41页 |
| 4.2.1 不计及换流器控制系统的作用时的换流器交直流侧谐波阻抗 | 第39-40页 |
| 4.2.2 计及换流器控制系统的作用时的换流器交直流侧谐波阻抗 | 第40-41页 |
| 4.3 频率扫描法及谐波阻抗的计算 | 第41-43页 |
| 4.4 仿真计算与对比 | 第43-44页 |
| 4.4.1 仿真系统简介 | 第43页 |
| 4.4.2 频率扫描 | 第43-44页 |
| 4.5 本章小结 | 第44-46页 |
| 第五章 GIC对直流输电危害的仿真 | 第46-56页 |
| 5.1 换流器交流侧对某次谐波存在谐振点时GIC对直流输电系统的危害 | 第46-49页 |
| 5.1.1 仿真系统的建立 | 第46-47页 |
| 5.1.2 仿真结果及分析 | 第47-49页 |
| 5.2 换流器交直流侧互补谐振时的GIC产生的正序2次谐波影响分析 | 第49-51页 |
| 5.3 参数不对称情况下GIC在换流器交直流侧产生的谐波 | 第51-54页 |
| 5.3.1 换流变压器中性点流入GIC的大小不等 | 第51-53页 |
| 5.3.2 换流变压器参数不对称 | 第53-54页 |
| 5.4 本章小结 | 第54-56页 |
| 第六章 直流输电系统GIC危害的抑制措施 | 第56-62页 |
| 6.1 抑制换流变压器GIC危害的措施 | 第56-59页 |
| 6.1.1 注入反向电流 | 第56-57页 |
| 6.1.2 在接地极串接电阻 | 第57页 |
| 6.1.3 在交流线路上串联电容 | 第57页 |
| 6.1.4 在变压器中性点串联电容 | 第57-58页 |
| 6.1.5 增加补偿绕组 | 第58-59页 |
| 6.2 加装交/直流滤波器 | 第59-61页 |
| 6.3 本章小结 | 第61-62页 |
| 第七章 总结与展望 | 第62-64页 |
| 7.1 本文总结 | 第62-63页 |
| 7.2 展望 | 第63-64页 |
| 参考文献 | 第64-69页 |
| 致谢 | 第69-70页 |
| 在校期间参加科研及论文发表情况 | 第70页 |
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