海上風電機組諧波適應性遠端檢測研究.pdf

1、隨著電纜以及電力電子設備等非線性元件在風電場中的廣泛使用，風電場內(nèi)諧波以及諧振問題更加嚴重，對于海上風電場，相關問題更加突出。為避免在諧波下的大面積脫網(wǎng)，風機在并網(wǎng)前必須進行諧波適應性測試。對于海上風電機組以及復雜環(huán)境下的陸上風電機組，測試裝置無法抵達風機的近端進行相關檢測，需要接入一定距離的電纜在遠端進行測試。受電纜的影響，必須在遠端對測試條件進行修正。為消除電纜對風機諧波適應性測試帶來的影響，并探究風電場的諧波以及諧振特性，本文開展

2、了相關研究工作。主要研究內(nèi)容和所取得成果如下:
　　(1)構建了典型的雙饋異步風機(DFIG)并網(wǎng)模型，并對各組件不同模型的特點進行了分析。以空載條件為基準，提出了海上風電機組諧波適應性遠端測試的修正方法。建立電纜的分布參數(shù)模型，通過確定電纜長度和等效元件參數(shù)，利用數(shù)值方法計算電纜兩端各次諧波電壓的變化，進一步根據(jù)風機近端測試的電壓和各次電壓幅值變化的比例，得到遠端相應測試諧波電壓的值。綜合考慮諧波擾動發(fā)生裝置的性能以及測試效率，

3、提出對各次諧波進行分組檢測的方案。仿真算例結果表明所提方法的有效性。
　　(2)風機負載條件下，利用SIMULINK仿真分析了不同電纜長度，電容和電感參數(shù)對風機諧振特性的影響，研究表明，采用的電纜越長、電感和電容參數(shù)越小，風機的諧振頻率越低，同時諧振阻抗越小。探討了無功補償容量以及風電場容量對風電并網(wǎng)系統(tǒng)公共連接點(PPC)處的諧振特性的影響，PCC處的無功補償容量越大，諧振頻率和諧振阻抗越低。對于相同拓撲結構的風電場，隨著風機容

4、量的增加，諧振頻率和諧振阻抗向更低方向偏移。
　　(3)針對風電場諧波以及潛在的諧振問題，提出了風機和風電場復合濾波的方法，從根本上避免諧振。風機層面上，通過設計配置所設計的LCL有源阻尼濾波器，有效抑制DFIG轉子側整流器產(chǎn)生的高頻諧波，并避免了無源阻尼電阻的能耗以及無阻尼濾波器的震蕩問題;風電場層面上，基于仿真結果所確定系統(tǒng)諧振諧波，針對性設計了C型濾波器，濾除特定的諧振諧波，同時在基波下為系統(tǒng)提供無功支撐。單機和風電場的仿真