Page 19 - 电力与能源2023年第五期

第 44 卷 第 5 期 电力与能源
2023 年 10 月 441

DOI：10.11973/dlyny202305003
研究与探索

高压直流输电系统接地短路故障下的

谐波电流分析与仿真研究

赵雯浩，周子瑶，王冰雁，蔺思玮，高成琨，朱迎怡，林奕含

（中国矿业大学，江苏 徐州 221116）

摘 要：高压直流输电系统发生短路故障后，短路电流会产生较大的电动力和热量，对设备、导体产生损坏，同
时电网电压会大幅下降，危及电力系统的安全运行。针对 12 脉波换流器直流输电系统接地短路故障造成的
谐波特性分布复杂、非特征次谐波问题，构建了单极性高压直流输电系统，探究了整流侧及逆变侧交流电源发
生接地短路故障情况下直流电流与网侧电流的谐波分布。仿真结果表明：接地短路故障下，直流电流与网侧
谐波电流畸变率的提升主要是由低次谐波引起的；短路故障发生在整流侧交流电源或逆变侧，对电流谐波分
布的影响是不同的。该研究可为直流输电系统发生接地短路故障时的电流谐波特性分析以及谐波的抑制提
供参考。
关键词：高压直流输电；12 脉波；接地短路故障；谐波电流畸变率；谐波特性
作者简介：赵雯浩（2002—），男，研究方向为电力系统自动化方向。
中图分类号：TM721.1 文献标志码：A 文章编号：2095-1256（2023）05-0441-07
Analysis and Simulation of Harmonic Current Under Ground Short Circuit Fault of

HVDC System

ZHAO Wenhao，ZHOU Ziyao，WANG Bingyan，LIN Siwei，GAO Chengkun，ZHU Yingyi，LIN Yihan

（China University of Mining and Technology，Xuzhou 221116，Jiangsu Province，China）

Abstract：When a short-circuit fault occurs in a HVDC transmission system, the short-circuit current will gener⁃
ate large electrical power and heat, which will damage the equipment and conductors. At the same time, the
power grid voltage will decrease significantly, endangering the safe operation of the power system. In order to
solve the problem of complex harmonic distribution and non-characteristic orderharmonics caused by ground short
circuit fault of 12-pulse converter HVDC system, a unipolar HVDC transmission system is constructed, and the
harmonic distribution of DC current and grid current under the condition of ground short circuit fault of AC power
supply on rectifier side and inverter side is investigated. The simulation results show that the distortion rate of DC
current and harmonic current on the network side is mainly caused by the low orderharmonics. In the case that the
short circuit fault occurs in the AC power supply on the rectifier side or the inverter side, the influence on the har⁃
monic distribution of the current is different. This study provides a reference for current harmonic characteristics
analysis and harmonic suppression of HVDC system when ground short circuit fault occurs.

Key words：HVDC transmission，12-pulse wave，ground short circuit fault，harmonic current distortion rate，

harmonic characteristic
随着国家“西电东送，南北互供”能源发展战 研究高压直流输电系统谐波产生的原因以及抑制
略的逐步实施，具有远距离大容量高效率输电优 谐波对于保护电网尤为重要。
势的高压直流（HVDC）输电工程成为了必然选 为使高压直流输电得到更好的控制并实现安
择 ［1-2］ 。然而在直流输电运行中，谐波的产生会对 全高效运行，对其展开了大量研究。文献［4］对双
［3］
系统的安全稳定运行造成严重的威胁 。因此， 极性 1 000 kV 高压直流输电系统在不同接地故障