高壓直流輸電(HVDC，HighVoltageDirectCurrent)技術相比于常規(guī)交流輸電方式擁有眾多的優(yōu)點，因為直流電不產(chǎn)生振蕩，沒有感抗，傳輸過程中電能損失小，適用于遠距離或超遠距離輸電，比交流輸電更為經(jīng)濟，在我國已經(jīng)得到了廣泛的應用，寧東—山東、錦屏—蘇南、三峽—上海、向家壩—上海、葛洲壩—上海直流輸電工程都已投入使用，大大促進了資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設。

　　高壓直流換流站是高壓直流輸電系統(tǒng)的核心，其交流側諧波的測試對整個電力系統(tǒng)的諧波研究非常重要，本文講述高壓直流換流站交流側諧波測試的整體解決方案，供大家參考。

一高壓直流換流站簡介

　　高壓直流換流站是實現(xiàn)直流輸電工程中直流和交流相互能量轉換的樞紐。高壓直流換流站一側接入交流系統(tǒng)，另一側與直流電力傳輸網(wǎng)絡相聯(lián)，按運行方式可分為整流站和逆變站。整流站將交流電力變換為直流電力，逆變站將直流電力變換為交流電力。通過改變換流站內換流器的觸發(fā)關斷，可實現(xiàn)換流器的整流或逆變運行方式，因此換流站既可作為整流站運行，又可作為逆變站運行。

二高壓直流換流站交流側諧波的產(chǎn)生

　　高壓直流換流站換流器中的晶閘管按照一定規(guī)律隨時間通斷，它是一種非線性的電力電子元件，即使當交流側為標準正弦供電電壓時，換流器也將產(chǎn)生大量的特征諧波電流注入系統(tǒng)，從而引起電壓畸變，同時，由于交流三相系統(tǒng)可能存在的不對稱性，還會使系統(tǒng)含有大量非特征諧波。

　　高壓直流換流站的電力系統(tǒng)諧波不僅會增加電網(wǎng)損耗，加劇設備的熱應力，降低設備壽命，干擾通信、計量、保護和控制裝置的正常工作，嚴重時還會在無功補償電容器組與系統(tǒng)問引起諧振或諧波電流的放大，擾亂系統(tǒng)的正常運行、引發(fā)系統(tǒng)故障和事故。

三高壓直流換流站交流側諧波測試方案

　　高壓直流換流站作為電力系統(tǒng)的一個諧波源，由于其輸電容量巨大，在電力系統(tǒng)中的重要性非常高，因此對高壓直流換流站交流側諧波進行精確測量、科學分析尤為重要，是設計高壓直流換流站中電力濾波器的研究基礎。

　　測試方案按照電力系統(tǒng)諧波分析、電能質量分析需要進行設計，遵循國家標準《GB/T 17628.7電磁兼容試驗和測量技術供電系統(tǒng)及所連設備諧波、諧間波的測量和測量儀器導則(IEC 61000-4-7)》相關技術要求，用于測量疊加50Hz/60Hz電力系統(tǒng)基波上，頻率為9kHz以下的諧波和諧間波。滿足《DL/T 1028-2006 電能質量測試分析儀檢定規(guī)程》對電網(wǎng)諧波分析儀進行檢定的最高諧波次數(shù)為50次的要求。

高壓直流換流站交流側諧波測試原理圖

　　測試系統(tǒng)采用大容量諧波電壓源，提供單次諧波電壓、多次諧波電壓。采用WP4000變頻功率分析儀及SP變頻功率傳感器對高壓直流換流站在單次諧波電壓、多次諧波電壓輸入情況下，進行定量、全面諧波測試分析。

　　SP變頻功率傳感器的電壓典型帶寬為100kHz，電流典型帶寬為30 kHz,分布于高壓直流換流站交流側，同步高速采集電量數(shù)據(jù)，采用前端數(shù)字化技術，將被測對象在測量前端直接轉換為數(shù)字信號，再通過高速光纖傳輸至WP4000變頻功率分析儀端，切斷了傳導干擾的途徑，減少了引入誤差的環(huán)節(jié)，極大的提高的整個測試系統(tǒng)的EMC電磁兼容性能，特別適用于復雜電磁環(huán)境下的變頻電量高精度測量。

　　測試系統(tǒng)能對諧波監(jiān)測點的電壓、電流的基波及各次諧波的幅值、相位、諧波總畸變率、各次諧波功率、方向等進行同步測量，統(tǒng)計超標諧波和觀察變化趨勢，并可在顯示器上以示波器的方式顯示采樣的電壓、電流波形。由于所有原始數(shù)據(jù)完整傳送給上位機，用戶可自行定義系統(tǒng)的功能，因此十分方便對該測試系統(tǒng)的進行完善和功能擴展，最高可分析至2000次諧波。

四高壓直流換流站交流側諧波分析方法

　　高壓直流換流站交流側諧波電流計算分析包括特征諧波電流和非特征諧波電流，基本分析方法是基于傅里葉變換，通常有FFT(快速傅里葉變換)和DFT(離散傅里葉變換)兩種頻域分析方法。因為測量數(shù)據(jù)波動大，信號周期并非是穩(wěn)定不變的，這種情況下，F(xiàn)FT算法的實時性、精度等方面的缺陷暴露無遺!所以WP4000變頻功率分析儀采用DFT算法，保證了測量的實時性、精度、靈活性。

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