TCR非線性特性的線性耦合導(dǎo)納矩陣模型.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展以及大量非線性負(fù)荷的投入使用，越來(lái)越多的諧波注入到了電網(wǎng)中。大量的諧波使電力系統(tǒng)的正弦波形畸變，電能質(zhì)量大為降低，嚴(yán)重的干擾了社會(huì)各行各業(yè)正常運(yùn)行。因此對(duì)電力系統(tǒng)諧波進(jìn)行研究具有比較現(xiàn)實(shí)的意義。研究諧波源產(chǎn)生的諧波是電力系統(tǒng)諧波分析的一個(gè)必不可少的條件。諧波源在電力系統(tǒng)中廣為存在，以電力電子器件為最。對(duì)不同的諧波源準(zhǔn)確建模，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方程求解諧波潮流，在諧波分析領(lǐng)域中是一個(gè)難點(diǎn)。 本文首先分析了TCR(Th

2、yristor Controlled Reactor)電路的工作原理和開(kāi)關(guān)函數(shù)基本理論，提出了耦合導(dǎo)納模型的基本思路，然后逐步試驗(yàn)推導(dǎo)了從純基波零初相角的單相第一列元素，到多次諧波不同初相角的單相各列導(dǎo)納元素，最后到三相耦合導(dǎo)納模型，每一步都經(jīng)過(guò)算法與仿真波形的對(duì)比驗(yàn)證。最終完整地推出一種模擬TCR諧波產(chǎn)生特性的新型模型。 模型應(yīng)用了開(kāi)關(guān)函數(shù)原理和周期信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)理論，把TCR的時(shí)域非線性特性變換成一個(gè)頻域線性導(dǎo)納矩陣；該矩

3、陣把TCR的諧波電壓電流耦合在一起，沒(méi)有任何近似；并且矩陣是一個(gè)常量，不隨系統(tǒng)諧波參數(shù)變化。所提出的模型為電力系統(tǒng)諧波潮流的計(jì)算開(kāi)辟了一個(gè)新的思路。文中介紹了模型的推導(dǎo)步驟和流程圖，詳細(xì)分析了模型矩陣的元素特性，并進(jìn)一步提出了可行的模型簡(jiǎn)化方案，并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真的波形對(duì)比驗(yàn)證了三種簡(jiǎn)化模型的精確性。 諧波潮流計(jì)算是諧波分析和管理的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工作。本文又基于非線性元件的線性耦合導(dǎo)納矩陣模型提出了一種諧波潮流的新算法，成功地對(duì)耦合

4、導(dǎo)納矩陣進(jìn)行了共軛項(xiàng)解耦運(yùn)算，并以TCR為例來(lái)闡述該潮流算法的思路。由于諧波耦合導(dǎo)納矩陣是非線性元件TCR線性化后的模型，將該數(shù)學(xué)模型與系統(tǒng)方程聯(lián)立，通過(guò)求解一系列線性方程即可獲得系統(tǒng)潮流結(jié)果。在供電電壓嚴(yán)重畸變的情況下，本文提出用諧波電壓積分求出TCR開(kāi)關(guān)函數(shù)的關(guān)斷角，由此對(duì)耦合導(dǎo)納矩陣模型進(jìn)行了修正，用修正后的模型迭代求解諧波潮流。按照這種算法思路，文中分別用單相和三相導(dǎo)納模型進(jìn)行了諧波潮流計(jì)算。MATLAB時(shí)域仿真法驗(yàn)證了修正后T