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随着我国经济的高速发展,能源需求进一步增大,需要通过高压直流输电进行大容量、远距离输电。多端直流输电能够解决以多电源点送出、受端多点馈入问题,具有灵活性高、可靠性强、经济性强等优点备受关注。无论是电网换相换流器(Line Commutation Converter,LCC)还是电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)都在发展多端直流输电。LCC以其容量大、造价低,并且部分多端工程可将已有的双端LCC工程改造升级。因此,多端LCC直流输电系统特性研究和设计是直流输电发展的重要内容。其中,谐波分析及抑制措施是多端直流输电工程设计与运行的基本内容。因此,本文对基于LCC的串联多端直流(Series Multi-terminal Direct Current,S-MTDC)输电系统的谐波及抑制措施的研究具有重要意义。本文首先介绍了 S-MTDC输电系统,包括其结构拓扑、工作原理、运行方式和控制方式。运行方式包括接线方式,直流电压水平以及限制条件。控制方式包括每个换流站系统的控制方式及各站之间的相互配合;接着对S-MTDC输电系统的特征次谐波和非特征次谐波产生机理进行了分析,并对12脉动换流器的谐波模型进行研究,通过运用调制理论建立了12脉动换流器非特征谐波的数学模型,由此得到12脉动换流器交流侧和直流侧的变换特性。考虑到系统不对称及畸变,将直流系统等效成改进3脉动模型,并通过算例验证改进3脉动的优点,准确反映不对称因素,如交流系统中换相电感偏差、换相角偏差和背景谐波的影响,与常规3脉动谐波模型相比,可以更精确地计算换流器的直流侧谐波。最后研究了 S-MTDC输电系统的直流滤波系统。通过PSCAD/EMTDC仿真结果讨论了在S-MTDC输电系统中性点冲击电容器和直流滤波器的配置方法。可以得出结论,在S-MTDC输电系统中,需要装设中性点冲击电容器,并且每个换流站都需要配备直流滤波器,而不可以通过某一站对谐波电流的抑制作用来使整个系统的谐波电流降到可以接受的水平。该方法有效地抑制了 S-MTDC输电系统中的谐波电流,从而使系统运行更稳定。