新型換流變壓器配套濾波裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　由表4可知，采用本文的與新型換流變壓器配套的濾波裝置的優(yōu)化模型可獲得良好的諧波屏蔽效果，流入交流系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)的諧波電流小于相應(yīng)的允許值。

表2 換流站交流網(wǎng)側(cè)的諧波電流

表3 單相濾波裝置的優(yōu)化結(jié)果

表4 各次特征諧波的屏蔽效果

　　3.2 仿真結(jié)果

　　本文采用等效諧波源法，運(yùn)用Matlab7.0 軟件在單相換流變壓器等值電路中建立了帶濾波裝置的仿真模型，副方延邊繞組的電流I3 及其頻譜如圖5 所示。副方公共邊繞組的電流I2及其頻譜如圖6 所示。由圖5、6 可知：不同頻率下大部分的諧波電流被引流到濾波裝置，延邊繞組與公共繞組諧波電流的磁通作用相反；工頻頻率下的濾波裝置呈容性，與延邊繞組相比，公共繞組的基波分量變小、諧波畸變率變大，這再次表明本文設(shè)計(jì)的與新型換流變壓器配套的濾波裝置具有屏蔽諧波、補(bǔ)償基波的特點(diǎn)。

圖5 副方延邊繞組的電流與頻譜。

圖6 副方公共邊繞組的電流與頻譜。

　　原方繞組的電流I1及其頻譜如圖7 所示。由圖7 可知，原方繞組的電流畸變率很低，5 次諧波電流的含有率約為0.4%，這再次表明該濾波裝置具有較好的諧波屏蔽效果。

圖7 原方繞組的電流與頻譜。

　　4 結(jié)論

　　（1）傳統(tǒng)HVDC 系統(tǒng)交流側(cè)的諧波與無功功率會(huì)對換流變壓器產(chǎn)生不良的影響。傳統(tǒng)的無源濾波方式因計(jì)及系統(tǒng)阻抗而不能完全抑制諧振。本文基于自耦補(bǔ)償與諧波屏蔽換流變壓器，針對某實(shí)際的HVDC 模擬系統(tǒng)，提出了與該變壓器配套的濾波裝置的接線方案，并根據(jù)該濾波裝置的特點(diǎn)，建立了以初期投資最小為優(yōu)化目標(biāo)、滿足系統(tǒng)無功需求的濾波器優(yōu)化配置的數(shù)學(xué)模型。

　　（2）傳統(tǒng)的遺傳算法不能解決非線性規(guī)劃問題，因此本文采用外罰函數(shù)法與遺傳算法相結(jié)合的優(yōu)化算法，對新型換流變壓器配套濾波裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

　?。?）本文所設(shè)計(jì)的新型換流變壓器配套濾波裝置對變壓器閥側(cè)5、7、11、13 次特征諧波具有良好的引流效果，使其可在換流變壓器閥側(cè)繞組流通，不至于回饋至網(wǎng)側(cè)繞組，從而大大降低了含量較大的主要特征諧波對換流變壓器的不良影響。