不平衡供电条件下多脉动整流器的谐波特性分析
2021-12-12李亚辉孙媛媛李可军许庆燊王庆岩
电力系统自动化 2021年23期
李亚辉,孙媛媛,李可军,许庆燊,王庆岩
(电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学),山东省济南市 250061)
0 引言
随着电力电子技术的飞速发展,非线性电力电子装置广泛接入电网。基于晶闸管的相控整流装置具有结构简单、直流电压波动小等优点[1-3],在高压直流输电、直流电机供电、通信设备电源、电动汽车、电解、冶金等领域获得广泛应用[4]。以三相6 脉波整流电路为基础的多脉波整流器,如12 脉波整流器[4-6]、24 脉波整流器[7-9]甚至更高脉波次数的整流器,通过将多组三相整流电路直流侧串联或并联,实现直流侧单个周期内更高的脉波次数[10-12]。多脉波整流器兼具三相6 脉波整流器的优势,同时交流侧电能质量更好、功率密度更高[13-14],广泛应用于高压直流输电、变频调速、飞机电源系统等场合[15-16]。由于线路、负荷等原因,整流装置交流侧供电电压存在不平衡现象,各相谐波电压呈现差异化特征,导致整流器的谐波发射特性随之改变[4-5]。整流装置的非线性特征给电网造成谐波污染,而不平衡电压会使得整流装置产生非特征谐波。对功率较大的整流装置,非特征谐波的影响不容忽视。
在频域中建立谐波耦合模型(harmonic coupling model,HCM)分析谐波源的谐波产生特性,相比于时域模型,可更清楚地揭示谐波源的谐波产生机理,同时可将谐波电压与谐波电流之间的时域非线性特征转化为频域线性关系[17-18],可更好地应用于系统谐波潮流计算、谐波责任划分等[19]。三相桥式整流电路在理想电压工况下的频域谐波模型[20-22]开辟了谐波源谐波耦合建模的新思路,但所提出的模型未考虑电压不平衡工况,尚未分析非特征谐波的产生。……
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