摘要

近年来,电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based on high voltage direct current, LCC-HVDC)系统的稳定性问题得到广泛关注,多位专家学者建议采用谐波状态空间(harmonic state space, HSS)等线性周期时变建模方法对其分析。然而,HSS不可避免地提高了建模的复杂度与维数,在面对大规模交直流系统时具有局限性。同时,LCC-HVDC包含多类型谐波耦合,各部分耦合对稳定性的影响大小尚未得到充分论证。为此,本文以HSS为底层理论建立了LCC-HVDC的耦合阻抗矩阵,揭示了高压直流输电系统内部的谐波耦合机理。进一步,通过多频电路等效思想,提出了三相系统多维阻抗的降维方法,将耦合阻抗矩阵无损降维成单入单出阻抗(single-input single-output, SISO),以此分析了不同次数的谐波耦合对阻抗特性与稳定性的影响。结果表明,考虑到13次谐波截断可以有效提升高压直流输电系统阻抗模型精度,但对稳定性分析结果的影响小于忽略工况变化、简化逆变侧带来的误差。

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