新型換流變壓器配套濾波裝置的優化設計

　　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化模型可獲得良好的諧波屏蔽效果，流入交流系統網側的諧波電流小于相應的允許值。

表2 換流站交流網側的諧波電流

表3 單相濾波裝置的優化結果

表4 各次特征諧波的屏蔽效果

　　3.2 仿真結果

　　本文采用等效諧波源法，運用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，這再次表明本文設計的與新型換流變壓器配套的濾波裝置具有屏蔽諧波、補償基波的特點。

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 結論

　　（1）傳統HVDC 系統交流側的諧波與無功功率會對換流變壓器產生不良的影響。傳統的無源濾波方式因計及系統阻抗而不能完全抑制諧振。本文基于自耦補償與諧波屏蔽換流變壓器，針對某實際的HVDC 模擬系統，提出了與該變壓器配套的濾波裝置的接線方案，并根據該濾波裝置的特點，建立了以初期投資最小為優化目標、滿足系統無功需求的濾波器優化配置的數學模型。

　　（2）傳統的遺傳算法不能解決非線性規劃問題，因此本文采用外罰函數法與遺傳算法相結合的優化算法，對新型換流變壓器配套濾波裝置進行了優化設計。

　　（3）本文所設計的新型換流變壓器配套濾波裝置對變壓器閥側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繞組流通，不至于回饋至網側繞組，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。