[发明专利]一种避免大型风电场谐振的控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及风电场技术领域，尤其是一种避免风电场谐振的控制方法及其控制装置。

背景技术

电力电子技术的飞速发展，影响着各种电力电子装置在电力系统、工业、交通以及家庭中的广泛应用，导致了谐波问题日益突出，谐波造成的危害日益严重。

长期以来，我国风电产业走“大规模、高度集中开发，以及远距离、高电压输送”的路线，开发大型风电场，融入大电网。风电并网会引起电能质量问题，由于谐波对于电网的影响和危害十分严重，因此风机接入电网的谐波问题成为备受关注的电能质量问题之一。目前，大型风电场并网运行过程中出现的谐波和谐振问题日益突出，全国多处风场出现了风电场内部谐振事故。风电场谐振的发生导致了风电场内的风机大面积脱网甚至烧毁风机模块，造成严重的后果以及经济损失，引起了业主、电网公司以及整机厂家的重点关注。

谐波产生的主要原因是由于系统的发、输、用电环节中出现了非线性负载，形成非正弦的电压和电流，产生谐波。发电环节中，由于发电机很难做到绝对对称，使得发出的电能质量降低；输电环节中，变压器的饱和特性，导致了奇次谐波的产生；用电环节中，电力电子器件的广泛使用，会产生大量的谐波电压和电流，成为电网中最大的谐波源。同时，谐振会导致谐波电流和电压的放大，并联谐振引起严重的电压失真，串联谐振引起严重的电流失真。

风电系统中，谐波产生的主要来源有两方面：一方面，风电机组中使用的电力电子装置，可能会产生谐波。对于恒速风力发电机组，软并网系统在机组启动阶段，采用晶闸管移相触发方式平稳的完成风机并网，晶闸管的移相控制会产生谐波。对于变速恒频机组，变流器装置参与风机运行，接入系统，所以会产生一定的谐波。另一方面，电网的背景谐波注入风电场，会导致风电场的串联谐振而产生较大的谐波电流，从而引发背景谐波的放大。

发明内容

为了克服已有风电场中无法避免出现高次谐波谐振问题、存在安全隐患的不足,本发明提供了一种有效避免出现高次谐波谐振、消除安全隐患的避免大型风电场谐振的控制方法及其装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种避免大型风电场发生谐振的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

1)数据测量采集与处理分析

以风电场出口为测量点，采集电压和电流数据，依次进行高通滤波HPF、离散傅里叶分解DFT信号处理，利用戴维南等效定理，求出风电场系统的谐波阻抗；

对计算的谐波阻抗结果进行分析，画出阻抗幅值Z与谐波次数h的关系图，阻抗角与谐波次数h的关系图；谐振点由阻抗幅值较大且阻抗角为零确定，计算得到谐振频率；存储谐波阻抗计算结果及谐振频率；

2)并联电容器投切容量逻辑计算

电容器组分为m组电容器，其容量值为等比数列递增，分别为C_f1、2C_f1、…、2^m-1C_f1容量值形成2^m-1种容量组合；

2.1)投切容量值从2^m-1种电容容量组合中按从小到大的顺序依次选取；

2.2)根据谐振点n及相邻两个频次n-1、n+1对应的阻抗值为Z(n)、Z(n-1)、Z(n+1)，计算两个阻抗中心点，采用如下公式：

Zm_(n-1)=Z(n-1)+Z(n)2]]>