風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)諧波仿真計(jì)算

    摘   要：變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用了換流裝置，運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生較大的諧波電流，由于諧波會(huì)對(duì)電網(wǎng)和風(fēng)電系統(tǒng)產(chǎn)生一系列不利影響或危害，因此，對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)的諧波狀況進(jìn)行分析和計(jì)算是十分必要的。本文建立了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)諧波仿真計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，并針對(duì)具體算例進(jìn)行了諧波仿真計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果提出了采用三種風(fēng)力發(fā)電機(jī)相互組合抑制諧波的方案。
關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電，電力系統(tǒng)，諧波、模型
0 引言
   能源和環(huán)境是當(dāng)今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。作為取之不竭的、潔凈的可再生的能源，很多新能源的應(yīng)用越來越受到許多國(guó)家的關(guān)注，而風(fēng)力發(fā)電是新能源中開發(fā)最早，應(yīng)用較廣，技術(shù)最成熟的一種新能源。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的成熟，使制造成本不斷下降，發(fā)電成本也逐年下降，加上各國(guó)政府的政策扶植，風(fēng)力發(fā)電從可再生清潔能源中脫穎而出，成為最具工業(yè)開發(fā)價(jià)值的一種新能源。
    由于風(fēng)力發(fā)電有著其自身的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，所以在大量接入電力系統(tǒng)前需要對(duì)其各方面的特性進(jìn)行研究，包括風(fēng)力發(fā)電的功率特性對(duì)電力系統(tǒng)的電壓和頻率的影響、風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響、風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響等。其中，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，大量采用了具有變頻功能的所謂變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用了交—直—交電力變頻裝置，運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生大量諧波電流，這些諧波電流注入電力系統(tǒng)后，會(huì)引起電網(wǎng)電壓畸變，不但降低了電能質(zhì)量，還會(huì)造成繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)，影響到電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。另一方面，過大的諧波分量也會(huì)給風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)本身造成不利影響，如使風(fēng)力發(fā)電機(jī)過分發(fā)熱從而引起壽命降低、使風(fēng)力發(fā)電的控制裝置失靈等。所以，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中具有較多的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)，必須采取必要的措施，抑制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)諧波含量，使其保持在一個(gè)安全的水平下。
    本文分析了變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的諧波特性，建立了適用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)諧波仿真計(jì)
算的各元件數(shù)學(xué)模型，給出了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)諧波計(jì)算方法，編制了相應(yīng)的仿真計(jì)算程序，并針對(duì)具體算例進(jìn)行了諧波計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果提出了采用三種風(fēng)力發(fā)電方式相互組合來抑制諧波的方案，即：在同一風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)中，盡量避免采用單一的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而且不同類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)要合理配置和接線。 （詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)下載附件查看）