雙饋風電機組中頻諧波電流建模與分析

李 慶， 程 鵬， 王偉勝

(新能源與儲能運行控制國家重點實驗室(中國電力科學研究院有限公司)， 北京市 100192)

0 引言

近年來，隨著電力電子技術的持續發展和風電裝備水平的不斷提升，風電已成為中國第三大電源。雙饋風電機組(DFIG)由于其功率獨立解耦可調、變流器功率容量小等優勢而成為主流機型，占據國內70%～80%的風電裝機比例。大量雙饋風電機組接入電網引起的諧波問題是風電機組脫網和風電場設備損壞的主要原因[1-3]。為準確反映雙饋風電機組并網諧波電流特性，并為風電場諧波評估提供手段，建立可評估雙饋風電機組定子側輸出中頻諧波電流的等效諧波模型很有必要。

根據現有研究結果，可將風電機組輸出諧波電流按照頻率劃分為低于100 Hz的低頻段、100～1 000 Hz的中頻段和高于1 000 Hz的高頻段。

當接入含有串聯電容器補償的網絡后，雙饋風電機組極易輸出低頻諧波電流。文獻[4]指出，低頻諧波電流的產生主要是由于變流器控制系統與電網相互作用，但并未研究控制系統中鎖相環對雙饋風電機組諧波電流的影響。文獻[5-6]采用諧波線性化理論建立了鎖相環與電流環耦合的序阻抗模型，并指出鎖相環會導致變流器序阻抗呈現負阻特性，從物理概念上明確了諧波電流產生的過程。以此為基礎，文獻[7-8]則重點研究鎖相環帶寬對變流器輸出低頻諧波電流的影響，并提出以降低諧波電流為目標的主動阻尼控制策略。

當雙饋風電機組接入含有并聯電容器補償的網絡后，易輸出高頻諧波電流?！?br>