基于H參數(shù)的換流器諧波全耦合模型

鐘斌斌，李 妍，張永芳，陳 煒

（華中科技大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，湖北 武漢 430074）

0 引言

隨著電力電子變換器裝置廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，直流與交流網(wǎng)絡(luò)通過換流器相互耦合，換流器諧波源模型直接影響到諧波分析的正確性和準(zhǔn)確性，成為目前學(xué)術(shù)界和工程界都非常關(guān)注的問題［1-4］。目前諧波分析中采用的換流器諧波源建模方法主要包括恒流源模型、Norton模型、諧波耦合導(dǎo)納矩陣模型、開關(guān)函數(shù)模型等［5-6］。 文獻(xiàn)［7］提出一個線性的簡化模型來近似表示諧波源在基波電壓初相位為零時的諧波特性，其各參數(shù)均需要通過多次實際運行測量數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘逼近建模，求取較困難，且諧波次數(shù)越高，諧波電流誤差越大；文獻(xiàn)［8］基于諧波耦合導(dǎo)納矩陣，以解析方法推導(dǎo)晶閘管可控電抗器端口（交流側(cè)端口）電壓電流之間的耦合關(guān)系，并對交流側(cè)諧波源模型進(jìn)行了三方面的簡化，具有較高的精度和適用性；文獻(xiàn)［1，9］從工程實際出發(fā)，考慮觸發(fā)角受余弦信號的調(diào)制，利用脈沖寬度調(diào)制和脈沖位置調(diào)制的頻譜分析，運用轉(zhuǎn)移函數(shù)法分析換流器兩側(cè)諧波分布，使工程實際中的諧波估算更加方便，結(jié)果更加精確；但上述建模方法均未對交直流兩側(cè)諧波相互耦合關(guān)系展開研究討論。

文獻(xiàn)［10-11］通過諧波傳遞函數(shù)矩陣和開關(guān)函數(shù)的方法建立諧波模型矩陣，研究交直流兩側(cè)諧波電壓、電流之間的關(guān)系，但僅對單相換流器開展分析；類似地，文獻(xiàn)［12-13］以三相整流橋為例建立諧波模型，對整流器兩側(cè)的交互作用進(jìn)行分析，由于建模考慮觸發(fā)角非對稱，需通過牛頓-拉夫遜算法約束調(diào)整換相重疊角，該步驟需多次迭代計算整個參數(shù)矩陣，運算復(fù)雜，在應(yīng)用于諧波分析時可能導(dǎo)致收斂困難。……