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MMC-HVDC换流器阻抗频率特性分析

中国电机工程学报 2014年第24期34卷 4040-4048页

作者：薛英林徐政张哲任唐庚许烽浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

分析模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)交直流侧呈现的阻抗频率特性是系统设计的重要内容。首先根据MMC的基本运行机理和连续模型,推导交直流侧阻抗的等效表达公式;然后提出基于测试信号法的阻抗计算方法和详细实... 详细信息

分析模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)交直流侧呈现的阻抗频率特性是系统设计的重要内容。首先根据MMC的基本运行机理和连续模型,推导交直流侧阻抗的等效表达公式;然后提出基于测试信号法的阻抗计算方法和详细实现流程;最后利用PSCAD/EMTDC对典型系统进行仿真计算。结果表明:1)在电压源激励和电流源激励下所呈现的交流侧阻抗特性不同,而直流侧阻抗特性一致;2)交流侧阻抗特性难以利用无源元件简单串并联模拟,而直流侧阻抗可等效为单调谐滤波器;3)稳态运行点变化对交直流侧阻抗几乎没有影响;4)不同控制模式下交直流阻抗特性曲线基本趋势一致,主要在低频范围内略有不同。

关键词：模块化多电平换流器时域仿真阻抗频率特性测试信号法

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铁镓合金阻抗频率特性测量与分析

计量学报 2018年第6期39卷 768-770页

作者：翁玲梁淑智李薇娜黄文美王博文河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300130

通过测量铁镓合金在不同磁场下的阻抗频率特性,确定铁镓合金的柔顺系数S33和磁机械耦合系数K33,为铁镓合金在致动器和换能器等系统中的应用提供设计参考。分别测量棒状样品和片状样品在不同磁场下的阻抗频率特性,确定共振频率和反共振频... 详细信息

通过测量铁镓合金在不同磁场下的阻抗频率特性,确定铁镓合金的柔顺系数S33和磁机械耦合系数K33,为铁镓合金在致动器和换能器等系统中的应用提供设计参考。分别测量棒状样品和片状样品在不同磁场下的阻抗频率特性,确定共振频率和反共振频率,计算S33和K33,并将片状样品与棒状样品特性参数进行对比分析。结果表明,片状和棒状样品的S33和K33随磁场的增加先增大后减小,在同一磁场下片状样品的柔顺系数小于棒状样品,片状样品的磁机械耦合系数大于棒状样品。

关键词：计量学铁镓合金阻抗频率特性共振频率反共振频率柔顺系数磁机械耦合系数磁致伸缩

基于MMC的多端直流输电系统阻抗频率特性研究

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电力建设 2017年第8期38卷 118-122页

作者：田亦凡许冬韩民晓郑超华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 国网北京经济技术研究院北京市102209 中国电力科学研究院北京市100192

文章研究了基于模块化多电平换流器的多端直流输电(modular multilevel converter-multi-terminal direct current,M M C-M TDC)系统在交流系统背景谐波作用下的频率响应特性。首先,分析了基于M M C的多端直流输电系统的阻抗频率特性,... 详细信息

文章研究了基于模块化多电平换流器的多端直流输电(modular multilevel converter-multi-terminal direct current,M M C-M TDC)系统在交流系统背景谐波作用下的频率响应特性。首先,分析了基于M M C的多端直流输电系统的阻抗频率特性,说明交流背景谐波引起直流网络谐振的原因。其次,分析了平波电抗器的电感值大小与基于M M C的多端直流输电系统的谐振频率之间的关系,可作为合理选择平波电抗器的依据,以避免直流网络在交流谐波互补频率处发生谐振。最后,通过在PSCAD中搭建基于MMC的4端直流输电系统仿真模型,验证了理论分析结果以及直流网络谐振频率和平波电感之间的关系。仿真结果验证了理论分析的正确性,并表明可以通过调节平波电感值来改变直流网络的谐振频率,以避免交流系统背景谐波引起直流网络的谐振。

关键词：背景谐波模块化多电平换流器(MMC) 多端直流输电(MTDC) 谐振阻抗频率特性

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HVDC滤波换相换流器的阻抗频率特性

电网技术 2008年第12期32卷 45-50页

作者：李季罗隆福许加柱李勇张杰刘福生湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

高压直流输电(HVDC)换流器的阻抗频率特性是分析和解决谐波不稳定的一个重要因素,滤波换相换流器(filter commutated converter,FCC)是一种具有阀侧谐波抑制兼无功功率补偿功能的换流器,文章简要论述了FCC的接线方案和工作机理,并基于... 详细信息

高压直流输电(HVDC)换流器的阻抗频率特性是分析和解决谐波不稳定的一个重要因素,滤波换相换流器(filter commutated converter,FCC)是一种具有阀侧谐波抑制兼无功功率补偿功能的换流器,文章简要论述了FCC的接线方案和工作机理,并基于开关函数法对计及换流器换相过程影响下的FCC交、直流等值阻抗计算式进行了理论推导。以直流输电开发平台为例,对传统电网换相换流器(line commutated converter,LCC)与FCC的阻抗频率特性计算结果进行对比,仿真结果表明换流器的阻抗频率特性对交流系统的谐振频率有着不可忽略的作用,FCC在一定程度上提高了交流系统强度,改善了系统稳定性,有效降低了系统谐振频率下的交流等值阻抗,从而更好避免直流输电系统谐波不稳定现象的发生。

关键词：阻抗频率特性高压直流输电滤波换相换流器谐波抑制开关函数法等值阻抗

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直流输电线路阻抗频率特性的测试方法

武汉大学学报（工学版） 2014年第6期47卷 825-828页

作者：蔡成良范毅程澜国网湖北省电力公司电力科学研究院湖北武汉430063 武汉大洋义天科技股份有限公司湖北武汉430205

为获得用于直流输电系统计算和保护整定相关的直流输电线路参数,提出了对直流线路阻抗频率特性进行测试的单端相位法.该方法采用传输线分布参数模型,通过物理模型试验对单端相位法测试原理和抗干扰能力进行了验证,对影响测试的误差因素... 详细信息

为获得用于直流输电系统计算和保护整定相关的直流输电线路参数,提出了对直流线路阻抗频率特性进行测试的单端相位法.该方法采用传输线分布参数模型,通过物理模型试验对单端相位法测试原理和抗干扰能力进行了验证,对影响测试的误差因素进行了讨论.现场测试结果表明,单端相位法能够消除现场电磁干扰的影响,获得正确的直流输电线路阻抗频率特性.

关键词：直流输电线路阻抗频率特性单端相位法

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电气化铁道牵引网阻抗频率特性测试装置开发

电气化铁道牵引网阻抗频率特性测试装置开发

作者：左超北京交通大学

学位级别：硕士

铁路运输在保障人民生活和促进国民经济等方面发挥了巨大的作用,保障其安全可靠运行至关重要。伴随着交直交型机车和动车组广泛应用于轨道交通运输,一些新的问题也逐渐涌现,由于车网参数不匹配造成的牵引网高次谐波谐振事故时有发生。... 详细信息

铁路运输在保障人民生活和促进国民经济等方面发挥了巨大的作用,保障其安全可靠运行至关重要。伴随着交直交型机车和动车组广泛应用于轨道交通运输,一些新的问题也逐渐涌现,由于车网参数不匹配造成的牵引网高次谐波谐振事故时有发生。为了解决这一问题,对电气化铁路的牵引网阻抗频率特性进行研究具有十分重要的现实意义。因此本文通过外加谐波源变流器作为激励源的方式对牵引供电系统的阻频特性展开深入研究,并设计开发一套能应用于实际场合测量牵引供电系统阻频特性的装置。测试装置的原理是:将级联H桥型变流器通过变压器与牵引网连接,吸收基波有功功率,通过控制算法将其转换为谐波功率,向牵引网中注入频率和幅值可调的谐波电流。利用数据采集系统记录变压器高压侧的电压、电流,利用间谐波差值算法计算牵引网在不同频率下的阻抗值,绘制出牵引网的阻抗频率特性曲线,从而的到牵引网的谐振频率。本文首先对本测试装置的功能进行了介绍,对装置的制作方案进行了比较和分析并确定了级联H桥型变流器的拓扑结构。之后研究了牵引网谐波阻抗的测算方法,包括背景谐波的影响和间谐波阻抗差值算法。在Matlab/Simulink中搭建了采用级联H桥结构的测试装置模型,验证了装置的可行性。研究了测试装置的主电路拓扑的数学模型,通过变流器的电压输出公式分析了装置发出谐波的纯净度。分析了测试装置的电气参数的约束条件,并根据约束条件和初始参数进行了选取了装置的额定参数。在此基础上对功率开关管、电容、电感进行了选取。对装置的相关配套设备进行了选型和研究,如测量传感器、供电电源等,并配置了必要的继电保护装置以保证装置的安全。研究了配套降压变压器的技术方案和测试装置设备的布局。结合工程实际设计了装置制作的施工纸图,并完成了主控系统FPGA程序的编写。在实验室搭建了小功率平台用以测试阻抗网络,对数据进行了分析处理,得到了阻抗特性曲线,验证了装置的可靠性、控制系统的功能性和整体设计的合理性。完成了实际装置的生产制作,进行了功率单元和变压器的出厂实验。最后进行了测试系统的整体联调。

关键词：牵引供电系统阻抗频率特性级联H桥主电路参数设计间谐波差值算法

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牵引网阻抗频率特性测试监控系统

牵引网阻抗频率特性测试监控系统

作者：吴伟北京交通大学

学位级别：硕士

铁路是一种运输量大、经济效益高、污染小、方便快捷的交通工具,在现如今人员往来更加密切、货物运输频繁的经济社会中越发重要。近年来,我国的铁路获得了长足进步,但仍旧存在着许多问题。其中,各地就时有发生因为电气化铁路中牵引供电... 详细信息

铁路是一种运输量大、经济效益高、污染小、方便快捷的交通工具,在现如今人员往来更加密切、货物运输频繁的经济社会中越发重要。近年来,我国的铁路获得了长足进步,但仍旧存在着许多问题。其中,各地就时有发生因为电气化铁路中牵引供电系统和动车组参数不匹配而发生谐振过电压的情况。因此,开展对牵引网阻抗频率特性的研究,对避免车-网参数匹配不当而引发谐振过电压十分必要,所以本文主要对牵引网系统阻抗频率特性做了相关的研究。为了掌握牵引网阻抗频率特性,首先对牵引网各导线参数进行了计算,获得牵引网阻抗参数。利用***提出的以大地为回路的架空导线阻抗计算方法,分别对细化牵引网结构的不同供电方式的牵引网进行了阻抗计算。在Matlab/ Simulink中使用上述牵引网阻抗计算获得的参数进行仿真,结果表明在牵引网阻抗随频率变化的过程中牵引网会出现谐振的现象,供电臂沿线各处都将产生一个很大的阻抗,是牵引网各导线分布电容与牵引变压器漏电感及外部电力系统阻抗相互作用的结果。由于牵引变压器及外部电源的阻抗存在非线性,难以通过仿真进行估算,因此需要进一步通过测量的方法进行统计和计算。测量方法有非干预式测量法和干预式测量法两大类,非干预式测量法分为波动量法、线性回归分析法及复随机变量协方差法,干预式测量法分为投切支路法和谐波电流注入法。通过对上述相关方法建立数学模型,并在Matlab中通过算例验证了相关方法的可行性及使用条件。最后,还利用了波动量法、线性回归分析法及复随机变量协方差法分别计算分析了蓟县南牵引变电所接入的11okV的A相电源系统的部分谐波阻抗。在讨论完测量牵引网阻抗频率特性的测量方法,为实现上述测量方法的目的,本文通过应用C#程序语言、HS4数据采集卡及各类电压和电流传感器等硬件设备开发了一套用于测量牵引网阻抗频率特性测试的监控系统。通过监控系统采集电压电流数据,并应用上述相关的测量方法及数学统计方法实现对牵引网阻抗频率特性的统计和计算。

关键词：牵引网阻抗阻抗频率特性干预式非干预式监控系统

AT供电系统阻抗频率特性及谐波电流放大分析

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石家庄铁道大学学报（自然科学版） 2017年第2期30卷 77-82,88页

作者：张培黄彦全芦思为西南交通大学电气工程学院四川成都610031

为研究高速列车注入谐波电流与AT供电系统之间参数匹配引起的谐波谐振问题,根据经典Carson理论和多导体传输线理论,建立牵引网多导线等值∏型谐波模型。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建模型进行仿真,研究了机车不同位置时、牵引网不同... 详细信息

为研究高速列车注入谐波电流与AT供电系统之间参数匹配引起的谐波谐振问题,根据经典Carson理论和多导体传输线理论,建立牵引网多导线等值∏型谐波模型。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建模型进行仿真,研究了机车不同位置时、牵引网不同长度时和外部电源短路容量改变时对系统阻抗频率特性和谐波电流放大情况的影响,探讨了阻抗频率特性和谐波电流放大的相关性,得到了AT供电系统谐波谐振的相关规律,可以对AT牵引供电系统的谐波谐振现象研究提供参考。

关键词： AT供电系统谐波谐振阻抗频率特性谐波电流放大

一种直流电源网络中设备阻抗频率特性在线测量方法

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舰船电子工程 2019年第3期39卷 137-142页

作者：王嘉靖宋文武中国舰船研究设计中心武汉430064

为了获取平台直流电源网络中各设备在工作状态下的阻抗参数,从而为相关的电力电子工程问题的研究提供依据。论文研究设备处于频率在10kHz以下时阻抗的测量方法。通过向直流电源网络中注入特定频率交流信号并测量其在被测设备产生的电压... 详细信息

为了获取平台直流电源网络中各设备在工作状态下的阻抗参数,从而为相关的电力电子工程问题的研究提供依据。论文研究设备处于频率在10kHz以下时阻抗的测量方法。通过向直流电源网络中注入特定频率交流信号并测量其在被测设备产生的电压、电流响应,可以计算该频率下设备的复阻抗值。采取信号放大、隔离等措施保证实验正常进行,并对相关因素进行了校正处理。使用LabVIEW在10kHz以内的阻抗特性曲线。论文采用的方法切实可行,对于直流电源网络设备阻抗频率特性的在线测量与分析具有一定的工程应用价值。

关键词：阻抗频率特性在线阻抗测量信号注入法虚拟仪器