谐波对电力系统产生的不利影响不容忽视,由于HVDC输电容量巨大,换流站产生的谐波含量多,它们对系统会产生较大影响。随着越来越多的高压直流输电(HVDC)系统投入运行,我国已形成复杂的大规模交直流并联输电系统,交直流之间谐波的相互作用将变得异常复杂,多个换流站产生的谐波能通过交流输电线路相互影响,形成复杂的多谐波源系统,不仅产生通常HVDC系统的特征谐波、非特征谐波,还会产生间谐波。间谐波对电力系统的危害也较大,它会造成继电器的误操作、在变压器电抗和电容组间激励起谐振,进一步引发故障和事故。本文就高压直流输电系统中的谐波相关问题进行了深入分析和研究。 本文首先对国内外高压直流输电系统和多谐波源系统的谐波分析和建模方法进行了讨论和比较,如；统一基波和特征谐波潮流算法、调制理论、谐波域分析法等,总结了它们的基本原理、实现算法、应用范围和各自的特点。 其次,针对国内对交直流并联输电系统中间谐波研究多侧重于检测而缺少对其产生机理及应用建模进行研究的现况,运用谐波调制理论,在交直流并联输电系统下,分析和比较系统在正常运行方式下,交流系统发生低频振荡及交流系统含有谐波源3种情况下,交直流并联输电系统产生间谐波的不同情况。同时分析和研究间谐波产生的机理,及其传递行为和相互影响,并提出间谐波产生的数学模型。最后基于Matlab/simulink软件环境下通过一个典型交直流输电系统数字仿真和所推导数学模型的计算结果进行对比验证,实证该数学模型的正确性和有效性,为间谐波的测量和问谐波的治理提供理论依据。 此外,本文将快速傅里叶变换(FFT)和小波变换结合起来对系统产生的间谐波进行频谱分析,经过小波变换除去信号中的非稳态分量以后,再使用加窗傅里叶变换可以很好的得出其中的稳态分量。通过一个典型交直流并联输电系统数字仿真,同时在供电电源含有畸变谐波的情况下,对交直流系统的电压和电流量进行了间谐波计算,利用傅里叶小波分析综合分析法得到的仿真结果和计算结果相比较,验证了间谐波产生机理的正确性和有效性。 最后,本文对谐波源的辨识问题也作了相关的研究。电力系统的谐波问题的日益严重使其分析和综合治理已成为国内外广泛关注的课题,谐波源的检测与识别则是其中的首要问题,含多馈入直流的多谐波源的识别算法是本文研究的另一个问题。本文提出了一种新的谐波源识别方法,该方法针对多馈入直流输电系统受端电网,能够精确地分析各逆变站谐波源在谐波监测点所产生的谐波电流的比重。本文的研究得到国家自然科学基金重点项目(50337010)、广东省自然科学基金博士启动基金(06300091)的资助。