華意電力是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設(shè)備在行業(yè)內(nèi)都廣受好評(píng)，以打造最具權(quán)威的“串聯(lián)諧振“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。

  風(fēng)能可以循環(huán)利用且清潔無污染，是傳統(tǒng)化石能源的理想替代品。近年來，隨著風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)規(guī)模的加大和并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)電并網(wǎng)所帶來的電能質(zhì)量問題愈發(fā)引人關(guān)注。一般來說，風(fēng)電場(chǎng)和風(fēng)電機(jī)組多處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，其并網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱且送出線較長(zhǎng)，變壓器漏感、線路電抗及分布電容共同作用可能會(huì)造成系統(tǒng)出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，劣化并網(wǎng)電能質(zhì)量。現(xiàn)有研究已提出較精確的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)逆變器建模方法，卻極少在并網(wǎng)建模中考慮長(zhǎng)線路分布參數(shù)模型。而偏遠(yuǎn)地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)長(zhǎng)輸電線路的對(duì)地分布電容可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)復(fù)雜諧振現(xiàn)象。

  建立大型新能源站串并聯(lián)數(shù)學(xué)模型，并定量分析輸電線路對(duì)諧波電壓、電流的放大系數(shù)。文獻(xiàn)詳細(xì)闡述了輸電線路的諧波阻抗精確模型，同時(shí)研究了諧波在交流電網(wǎng)內(nèi)的傳輸及放大機(jī)理。目前，國內(nèi)外對(duì)電力系統(tǒng)諧振的研究主要集中于并聯(lián)諧振方面。雖然并聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中所占比例較大，但串聯(lián)諧振的危害亦不可忽視。串聯(lián)諧振使回路中出現(xiàn)較大的諧波過電流，并對(duì)周遭環(huán)境產(chǎn)生較大的電磁干擾。建立串聯(lián)支路電流與節(jié)點(diǎn)注入電流的關(guān)系，通過頻率掃描，利用支路法分析供電系統(tǒng)串聯(lián)諧振現(xiàn)象。提出一種結(jié)合模態(tài)分析和虛擬支路法來分析網(wǎng)絡(luò)回路阻抗矩陣，以獲取串聯(lián)諧振頻率的方法。將諧波電壓源與非線性負(fù)荷等效諧波阻抗轉(zhuǎn)換為諧波電流源與導(dǎo)納形式并聯(lián)形式，提出了基于改進(jìn)虛擬支路法的串聯(lián)諧振分析方法。

  針對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的串聯(lián)諧振問題，本文采用結(jié)合元件靈敏度的串聯(lián)諧振模態(tài)分析法進(jìn)行研究。首先，建立逆變器并網(wǎng)輸出阻抗模型，考慮長(zhǎng)線路分布電容的影響，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)長(zhǎng)送出線進(jìn)行分布參數(shù)建模及阻抗特性分析，基于以上模型，采用串聯(lián)諧振模態(tài)分析法分析風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)串聯(lián)諧振現(xiàn)象并給出線路元件靈敏度值。最后，以某實(shí)例風(fēng)電場(chǎng)建立仿真模型，仿真結(jié)果證明本文所采用方法的可行性。

串聯(lián)諧振模態(tài)分析法

  系統(tǒng)出現(xiàn)串聯(lián)諧振意味著電路中某一回路的阻抗非常小，即使在該回路上施加極小的諧波電壓，亦可產(chǎn)生極大的諧波回路電流。因此，在分析串聯(lián)諧振時(shí)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將不斷改變。不妨在每一節(jié)點(diǎn)與參考節(jié)點(diǎn)之間增加一條虛擬支路，當(dāng)分析該支路短接時(shí)的回路阻抗矩陣時(shí)，支路阻抗置為零；分析其他支路短接時(shí)，支路阻抗為無窮大。依據(jù)支路阻抗設(shè)置原則和模態(tài)分析法的基本思想，確定分析串聯(lián)諧振時(shí)的系統(tǒng)電壓、電流方程為：

Ｅ ＝ ＺＩ

（１）式中：Ｚ為回路阻抗矩陣；Ｉ為回路電流矩陣；Ｅ為系統(tǒng)回路電壓矩陣。回路阻抗矩陣Ｚ可分解為：

Ｚ ＝ ＬΛＴ

（２）式中：Λ為對(duì)角特征值矩陣；Ｌ和Ｔ分別為左、右特征向量矩陣，有Ｌ＝Ｔ^－１ 。由式（１）和式（２）可得：

Ｉ ＝ ＬΛ^－１ＴＥ

（３）由式（３）可知，ＴＩ＝ Λ^－１ＴＥ。不妨定義Ｊ＝ＴＩ為模態(tài)回路電流向量，Ｖ＝ＴＥ為模態(tài)回路電壓向量，有Ｊ＝Λ^－１Ｖ。Λ^－１為模態(tài)導(dǎo)納矩陣，分析該矩陣特性可知，它可以達(dá)到解耦回路電壓的效果。如果矩陣Λ中元素λ_１＝０或者非常小，則很小的模態(tài)回路電壓Ｖ_１也將導(dǎo)致很大的模態(tài)１回路電流Ｊ_１。

  分析并網(wǎng)系統(tǒng)串聯(lián)諧振的前提是得到系統(tǒng)各部分阻抗模型。ＬＣＬ型逆變器作為風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)及直交轉(zhuǎn)換的核心，每臺(tái)逆變器都有復(fù)雜的電壓電流控制，風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)通常由多臺(tái)逆變器并聯(lián)形成，因此建立單臺(tái)逆變器并網(wǎng)輸出阻抗模型是諧振分析的基礎(chǔ)。

輸電線路阻抗特性

  偏遠(yuǎn)地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)由于其送出線較長(zhǎng)，線路對(duì)地分布電容對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)串聯(lián)諧振的影響不容忽視。完全換位的分布參數(shù)輸電線路可看做是三相對(duì)稱的，諧波計(jì)算中，原則上仍采用集中參數(shù)的等值π形電路，但在高次諧波作用下，輸電線路的分布特性影響更顯著，每個(gè)π所能代表的線路距離將大為縮短，采用雙曲函數(shù)計(jì)算等值電路參數(shù)更為精確。

串聯(lián)諧振分析步驟

  依據(jù)本文所采用的結(jié)合元件靈敏度的模態(tài)分析法的基本原理，偏遠(yuǎn)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)串聯(lián)諧振現(xiàn)象分析的一般步驟可表述如下。

  步驟１ ：建立并網(wǎng)逆變器等效輸出阻抗模型和線路分布參數(shù)模型，計(jì)算各回路電氣元件標(biāo)幺值形式的阻抗參數(shù)，并確定分析串聯(lián)諧振時(shí)的基本回路矩陣。

  步驟２ ：形成某個(gè)系統(tǒng)頻率下的回路阻抗矩陣Ｚｆ，對(duì)Ｚｆ進(jìn)行特征值分解，求其左、右特征向量和Ｚｆ特征值倒數(shù)的模值。

  步驟３ ：尋找特征值倒數(shù)的模值的極大值，并標(biāo)記出其所對(duì)應(yīng)的諧波頻率，即為串聯(lián)諧振頻率。重復(fù)步驟２并盡量遍歷所有可能發(fā)生串聯(lián)諧振的系統(tǒng)頻率，綜合之，即為風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)串聯(lián)諧振結(jié)果。