基于H參數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 電氣與電子工程學院，湖北 武漢 430074）

0 引言

隨著電力電子變換器裝置廣泛應用到電力系統中，直流與交流網絡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確性，成為目前學術界和工程界都非常關注的問題［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、諧波耦合導納矩陣模型、開關函數模型等［5-6］。 文獻［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，其各參數均需要通過多次實際運行測量數據進行最小二乘逼近建模，求取較困難，且諧波次數越高，諧波電流誤差越大；文獻［8］基于諧波耦合導納矩陣，以解析方法推導晶閘管可控電抗器端口（交流側端口）電壓電流之間的耦合關系，并對交流側諧波源模型進行了三方面的簡化，具有較高的精度和適用性；文獻［1，9］從工程實際出發，考慮觸發角受余弦信號的調制，利用脈沖寬度調制和脈沖位置調制的頻譜分析，運用轉移函數法分析換流器兩側諧波分布，使工程實際中的諧波估算更加方便，結果更加精確；但上述建模方法均未對交直流兩側諧波相互耦合關系展開研究討論。

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