研究背景
風(fēng)能是一種具有大規(guī)模發(fā)展?jié)摿Φ那鍧?、可再生?yōu)質(zhì)能源。隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，全世界風(fēng)電總裝機容量激增，大量的風(fēng)電場必要接入電網(wǎng)。在風(fēng)電機組中，風(fēng)速轉(zhuǎn)變引起的功率輸出波動導(dǎo)致電壓閃變，安置電壓源換流器(VSC)造成諧波含量雄厚等電能質(zhì)量題目越發(fā)凸起。由電纜分布電容、無功補償裝配、風(fēng)電機組中電力電子器件等引起的風(fēng)電場諧波諧振題目更引起了諸多專家和學(xué)者的廣泛關(guān)注，尤其是海上大型風(fēng)電場的諧波諧振題目。
海優(yōu)勢電場多采用電纜敷設(shè)或海底電纜傳輸，存在較大對地分布電容，而分布電容較易引起風(fēng)電場諧波諧振題目。同時，風(fēng)電機組工作狀況及風(fēng)電場參數(shù)配置都將影響體系結(jié)構(gòu)及參數(shù)，進而影響體系的諧波諧振?；诖?，對雙饋風(fēng)力發(fā)電機組建立了隨風(fēng)速轉(zhuǎn)變的動態(tài)諧波模型。同時還建立了風(fēng)電場其他重要電氣元件的諧波模型，如電纜諧波模型及變壓器諧波模型。然后以海優(yōu)勢電場為例，行使頻率掃描法對公共耦合點諧振題目進行仿真分析?？紤]到風(fēng)電場中各部分參數(shù)對諧振的影響程度不同，行使敏感度分析方法，計算出各參數(shù)的敏感度指標(biāo)，為制訂克制諧波諧振的響應(yīng)措施提供了依據(jù)。
重要創(chuàng)新點
本文考慮了風(fēng)速轉(zhuǎn)變引起DFIG諧波模型參數(shù)的改變，建立了適用于諧振分析的DFIG諧波模型，并以海優(yōu)勢電場為例，對風(fēng)電場沿岸電纜和海底電纜進行諧波建模，從而正確計算出公共連接點(PCC)處的重要諧振點。由此，分析了風(fēng)電機運行狀況，風(fēng)電場結(jié)構(gòu)、參數(shù)對風(fēng)電場諧振題目的影響。通過調(diào)整體系的設(shè)計方案，避免了諧振點與5次、7次、11次、13次等諧波分量較大的點重合。并基于敏感度分析的方法計算出風(fēng)電場中各部分參數(shù)對諧振的敏感度指標(biāo)。
解決的題目及意義
本文研究了海優(yōu)勢電場的諧波諧振題目，建立了隨風(fēng)速轉(zhuǎn)變的DFIG動態(tài)諧波模型，同時對海優(yōu)勢電場的電纜、變壓器等進行了諧波建模。深入探究了DFIG工作狀況、體系各參數(shù)等對風(fēng)電場諧振的影響。根據(jù)頻率掃描法和敏感度法的分析可以得出以下結(jié)論：
1)風(fēng)電場中存在大量風(fēng)電機，其數(shù)量是影響體系諧振點位置的緣故原由之一，它通過影響體系對地電容的轉(zhuǎn)變來影響諧振的幅值和頻率。風(fēng)電機數(shù)量的增長不會導(dǎo)致緊張的諧振題目，但諧振點必要避開風(fēng)電場的低次諧波和高次特性諧波。
2)隨著風(fēng)速的轉(zhuǎn)變，風(fēng)電機處于不同工作狀況時，低次諧振的頻率轉(zhuǎn)變幅度較大，可能會經(jīng)過低次特性諧波，而高次諧振的頻率轉(zhuǎn)變很小，幾乎不會經(jīng)過高次特性諧波。
3)當(dāng)用于無功補償?shù)氖占妇€側(cè)電容器組容量增大或電纜對地電容增大時，諧振頻率將減小。調(diào)整電容器組大小，可以有用地調(diào)整諧振點位置。
4)風(fēng)電場各部分的參數(shù)對風(fēng)電體系的諧振有不同的敏感度，可以用于調(diào)節(jié)諧振點位置，海底電纜的對地電容和收集母線側(cè)電容器組對諧振的影響最為顯明。
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