摘   要：變速恒頻風力發(fā)電機采用了換流裝置，運行時將產生較大的諧波電流，由于諧波會對電網和風電系統(tǒng)產生一系列不利影響或危害，因此，對風電系統(tǒng)的諧波狀況進行分析和計算是十分必要的。本文建立了風力發(fā)電系統(tǒng)諧波仿真計算的數(shù)學模型，并針對具體算例進行了諧波仿真計算，根據計算結果提出了采用三種風力發(fā)電機相互組合抑制諧波的方案。
關鍵詞：風力發(fā)電，電力系統(tǒng)，諧波、模型
0 引言
   能源和環(huán)境是當今人類生存和發(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，很多新能源的應用越來越受到許多國家的關注，而風力發(fā)電是新能源中開發(fā)最早，應用較廣，技術最成熟的一種新能源。隨著風力發(fā)電技術的成熟，使制造成本不斷下降，發(fā)電成本也逐年下降，加上各國政府的政策扶植，風力發(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)價值的一種新能源。
    由于風力發(fā)電有著其自身的結構和特點，所以在大量接入電力系統(tǒng)前需要對其各方面的特性進行研究，包括風力發(fā)電的功率特性對電力系統(tǒng)的電壓和頻率的影響、風力發(fā)電對電力系統(tǒng)經濟運行的影響、風力發(fā)電對電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的影響等。其中，在風力發(fā)電機中，大量采用了具有變頻功能的所謂變速恒頻風力發(fā)電機，這種風力發(fā)電機采用了交—直—交電力變頻裝置，運行時將產生大量諧波電流，這些諧波電流注入電力系統(tǒng)后，會引起電網電壓畸變，不但降低了電能質量，還會造成繼電保護、自動裝置誤動，影響到電力系統(tǒng)安全運行。另一方面，過大的諧波分量也會給風力發(fā)電系統(tǒng)本身造成不利影響，如使風力發(fā)電機過分發(fā)熱從而引起壽命降低、使風力發(fā)電的控制裝置失靈等。所以，當風力發(fā)電系統(tǒng)中具有較多的變速恒頻風力發(fā)電機時，必須采取必要的措施，抑制風力發(fā)電系統(tǒng)諧波含量，使其保持在一個安全的水平下。
    本文分析了變速恒頻風力發(fā)電機的諧波特性，建立了適用于風力發(fā)電系統(tǒng)諧波仿真計
算的各元件數(shù)學模型，給出了風力發(fā)電系統(tǒng)諧波計算方法，編制了相應的仿真計算程序，并針對具體算例進行了諧波計算，根據計算結果提出了采用三種風力發(fā)電方式相互組合來抑制諧波的方案，即：在同一風力發(fā)電場中，盡量避免采用單一的變速恒頻風力發(fā)電機，而且不同類型的風力發(fā)電機要合理配置和接線。 （詳細內容請下載附件查看）