风力发电超高次谐波发射特性分析

发布时间：2021-03-08 07:48

　　电力电子装置广泛应用带来的超高次谐波问题近年来被广泛讨论,但风力发电超高次谐波发射特性的研究仍不够充分。本文选取较有代表性的双馈风机与直驱风机并网系统,分别建立其超高次谐波发射的数学模型,确定其超高次谐波频谱;采用谐波畸变率对风力发电超高次谐波主要频率分布范围及总体含量进行量化讨论;将单机系统拓展为多机风电场系统,对比研究了风电场不同风速多机组并联情况下的超高次谐波电流幅频特性。并通过PSCAD仿真验证相关结论的准确性。 

【文章来源】：电力电容器与无功补偿. 2020,41(05)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

PMSG并网系统模型

滤波环节考虑最为基础的L型滤波和广泛采用LCL型滤波（见图2）两种结构，前者采用串联电感Lf进行滤波，结构简单，高频段阻抗变化较为平缓，能清晰展示超高次谐波分布规律。而LCL滤波器由于并联电容支路的存在，对超高次谐波有较好的滤波作用，但会引入谐振问题，其参数需考虑相关设计原则[16]，以减小此类谐振问题影响。由于控制系统与直流侧电容的存在，在系统正常运行时，直流电压Udc恒定，可忽略机侧变流器对系统的影响，简化考虑直流电压Udc经网侧变流器调制引起的超高次谐波问题，以直流电压Udc和网侧变流器调制比Mg为输入量，依据式（1）和式（2），得到超高次谐波电压Ugh，考虑滤波电路结构，进一步得到与超高次谐波电压同频的并网电流为

对比滤波后的电流频谱图或附录B表1、表2中电流幅值，易见L型滤波后各超高次谐波频率点电流幅值较大，且随频率升高电流幅值整体下降趋势较为平缓，滤波效果较差。而横向对比图4中在2.6 k Hz、7.8 k Hz、10.4 k Hz附近谐波电压幅值及LCL滤波后的电流幅值：随着载波频率倍数m的增大，电压幅值从约180 V下降到约50 V，但电流幅值从约5 A减小到约0.01 A，表明LCL滤波较好的高频滤波作用，也说明此类超高次谐波电流幅值主要受制于高频下的滤波电路阻抗影响，而受变流器超高次输出电压幅值的影响相对较小。进一步考虑少数文献采用的较高频率载波[3]。对采用LCL滤波器的PMSG并网系统，改用8 k Hz载波进行仿真，并将其超高次谐波电压及电流与2.6 k Hz载波情况下进行对比得到表1。


本文编号：3070692