风电场谐波及无功电压控制技术及其运行分析 殷玉萍
风电变流器的谐波与电磁干扰分析与控制
风电变流器的谐波与电磁干扰分析与控制一、引言风电发电是目前最为常见和广泛应用的可再生能源之一。
风电变流器是连接风力发电机和电力网络之间的关键设备，它负责将风力发电机产生的交流电转换为适合电力网络传输的交流电。
然而，由于风力发电机的特性和变流器的工作原理，会产生谐波和电磁干扰，并对电力系统和其他设备产生不利影响。
因此，对于风电变流器的谐波与电磁干扰进行分析与控制是非常重要的。
二、谐波分析谐波是指频率是基波频率的整数倍的周期性波动。
风电变流器中产生谐波的原因主要有以下几点：1. 风力发电机的非线性特性：风力发电机中的转子和空气间的相互作用导致了输出波形的非线性，从而产生谐波。
2. 变流器的开关操作：风电变流器中的开关元件在闭合和断开过程中会产生瞬态过程，导致谐波的产生。
3. 变流器的PWM控制策略：脉宽调制（PWM）控制策略是常用的变流器控制手段，但是它也会引入一定的谐波。
谐波对电力系统和其他设备的影响主要表现在以下几个方面：1. 电压和电流失真：谐波会导致电压和电流波形失真，降低电力系统的稳定性和可靠性。
2. 系统损耗：谐波会导致系统中的损耗增加，影响能源利用效率。
3. 电力系统共振：谐波会导致电力系统中的谐振现象，引起严重的电网波动和损坏。
因此，对于风电变流器的谐波进行分析和控制至关重要。
常用的谐波控制措施包括滤波器的设计和安装、采用合适的PWM控制策略、使用谐波抑制器等。
三、电磁干扰分析电磁干扰是指由于电磁波的辐射或传导而对其他设备或系统的正常工作造成的不利影响。
风电变流器产生的电磁干扰主要有以下几个来源：1. 共模干扰：由于风电变流器的工作原理，会导致共模电压的产生，进而产生共模干扰。
2. 差模干扰：风电变流器中的开关元件和电感电容会产生差模电压，进而产生差模干扰。
3. 地线干扰：由于风力发电机转子和变流器金属结构的存在，会导致地线干扰。
电磁干扰对其他设备和系统的影响主要表现在以下几个方面：1. 传感器干扰：电磁干扰会对周围的传感器产生干扰，降低其精度和可靠性。
风电场电压无功协调控制及低电压穿越问题探究
风电场电压无功协调控制及低电压穿越问题探究摘要：文章对风力发电系统的发展现状、特点和运行中的问题进行分析和介绍，并对风电场的电压无功协调控制和低电压穿越能力进行探讨，通过试验分析策略的有效性。
关键词：风电场；电压无功协调控制；低电压穿越1引言在全球能源危机和环境恶化不断加剧的形势下，我国在进行能源结构调整、开发风能、水能等可再生清洁型能源的同时，也提出了在各个行业进行节能减排的号召。
而对于风电企业来说，目前风电场建设的规模、数量和装机容量在不断增加，且风力发电技术的技术含量较高，风力发电技术在快速发展的同时，也暴露出许多由于缺少低电压穿越能力而引起的脱网事故等影响其运行稳定性的问题，严重影响着风电场并网发电的稳定性和供电服务质量，所以风电场运行的安全性和稳定性成为电力行业对风电场关注的重点，本文主要对风电场电压无功协调控制与低电压穿越问题进行研究，以期提高风电场并网运行的安全与稳定。
2风力发电系统概述近年来，尤其是进入本世纪以来，风力发电逐渐成为世界诸多国家的可持续发展战略的重要组成部分，尤其是近几年以来，全球风电产业飞速增长，以欧洲各国以及美国等发达国家为例，其风电发展已经成为重要的战略目标，风电装机容量以及单机容量都呈增加趋势。
而我国的风能资源极其丰富，进入本世纪以来风电装机容量每年都以超过100%的增长速度飞速增长，目前已经成为累积和新增风电装机容量和单机容量最多的国家。
总结其发展情况具有以下特点：一是风电企业的整体规模在不断扩大，而且在所有的发电形式中所占的份额在不断增长；二是风电装机单机容量呈递增趋势；三是以我国为例，我国的风力发电行业正在向着商业化和稳定化方向发展，并且由于海风具有稳定性高、抗干扰性强、风能储量大等优点逐渐成为风电开发的热点；四是风电开发的成本较高，但是目前随着风力发电技术的发展而逐渐降低，而且其风力发电企业的运营成本较其他发电形式要低很多。
但是在风电场的运行过程中，由于电网失压或风电自身中存在的低电压穿越、无功补偿和变流器故障等问题，容易导致风电场在并网运行中出现脱网事故，所以为了确保其运行的稳定性，通常采用桨距失速调节技术、主动失速调节技术、变桨距调节技术和变速恒频技术等对风电机组进行控制，但是由于其并网结构较为薄弱且自动控制技术较低，容易出现风电机组由于缺乏低电压保护而出现各类事故的问题，所以需要对风电场的电压无功协调控制和低电压穿越能力进行研究。
风电场有功与无功功率控制系统的数据分析与优化方法
风电场有功与无功功率控制系统的数据分析与优化方法风电场是一种利用风能转化为电能的发电设备，正因为其具有环保、可再生等特点，近年来得到了广泛的关注和推广。
然而，由于天气条件的不确定性以及储能能力的限制，风电场在供电稳定性方面仍然存在一些挑战。
为了解决这个问题，有功与无功功率控制系统成为风电场运行中至关重要的一环。
一、风电场有功与无功功率控制系统的作用及原理风电场的有功功率是指风电机组所产生的有效功率，可以被电网直接采购和消耗。
而无功功率则是指在交流电网中，没有进行有用功率传输的电能，主要是用来维持电网的稳定运行和改善电能质量的。
有功功率和无功功率是风电场发电系统的两个重要指标，其合理控制和优化对于风电场的可靠性和功率输出至关重要。
风电场有功与无功功率控制系统的作用主要有两个方面。
首先，有功与无功功率控制系统可以确保风电场的电能输出稳定，并适应不同的电网条件。
当电网负荷需求大于风电场的发电能力时，有功控制可以提高有功功率的输出，满足电网的供电需求；而当有部分电网负荷由其他发电机组提供时，无功控制可以调节风电场的无功功率，以维持电网的稳定。
其次，有功与无功功率控制系统可以优化风电场的运行效率。
通过精确控制风电机组的转速和桨叶的角度，可以最大程度地捕获风能，并将其转化为有效的电能输出。
另外，通过合理控制风电机组的无功功率输出，可以改善电网的电压和频率稳定性。
风电场有功与无功功率控制系统的原理是基于风电机组控制器的智能化和自动化技术。
风电机组控制器通过对环境参数和电网条件的监测和分析，实时调整风电机组的工作状态和输出功率。
有功功率控制主要是通过调节风轮的桨叶角度和转速来改变风电机组的输出功率；无功功率控制则是通过调节发电机的励磁电流和无功功率因数来改变风电机组的无功功率。
二、风电场有功与无功功率控制系统的数据分析方法为了实现风电场有功与无功功率控制系统的优化，需要进行大量的数据分析和优化方法研究。
以下是一些常用的数据分析方法：1. 数据采集与预处理：首先需要在风电场中安装传感器来采集环境参数、电网条件和风电机组的运行数据。
风电AVC电压无功控制系统及AGC功率控制系统在风电场的有效运用
风电AVC电压无功控制系统及AGC功率控制系统在风电场的有效运用摘要：在各种新能源中，风力发电非常重要，而且已经形成一定的规模。
当前风力发电容量持续增长，电力部门对风力发电提出了更高的电能质量要求，同时对于不足之处采用科学有效的控制措施解决，本论文着重于研究风电AVC电压无功控制系统及AGC功率控制系统在风电场的有效运用。
关键词：风电；AVC电压无功控制系统；AGC功率控制系统；风电场；有效运用引言现在各个国家对各种先进的能源技术进行开发，不断转化能源使用结构模式，将不可再生资源使用量控制在最低。
我国是发展中国家，虽然有丰富的能源，但是不可再生能源依然面临枯竭，而且使用中释放大量污染物，不符合绿色发展要求。
风力发电技术应运而生，因地制宜地将风能合理应用，并且引进先进技术开发使用，不仅创造较高的价值，而且还具有环保价值。
一、系统基本介绍（一） AVC电压无功自动控制技术风电场投入AVC（自动电压控制）之后，可以对电压自动调整，具体的方法就是将母线电压值设定好之后，据此进行调节，开展这项工作中也可以按照中调给定无功功率进行，或者基于电压曲线作为依据调节。
具体的方法是，将电压远程调节目标值输入之后，设定好参数，就可以自动控制无功功率。
AVC电压无功自动控制系统运行的过程中，可以对多个对象进行控制，除了风电机组之外，包括分接头以及SVG都可以得到有效控制。
所有被控制的对象都安装有功能投切软压板，其作为配套软件中所安装的一个功能控制开关，对于远程控制起到支撑作用，同时还能够实时指定是否参与有功控制或者无功控制，可见，AVC电压无功自动控制技术发挥重要的作用。
该技术的应用过程中，就是对母线电压、母线无功等实时产生的数据信息进行收集，将电厂侧的电源内部电阻计算出来，此时，还要观察电源接入点向电源侧所呈现出来的阻抗情况，明确阻碍电流所产生的影响，之后通过系统阻抗以及设定的目标电压值，就可以将目标电压值设定出来，之后从母线向电网无功功率注入，确保电压在短时间内回复，促使直流母线电压维持在稳定状态。
风电场电压谐波事件分析
摘要：内蒙古库伦风光电站2018年01月26日35KV系统串入高次谐波，电网电压总畸变率超标，导致#3主变接带的41台南车风电机组发电机转子回路350A熔断器、电压滤波回路1Ω电阻烧损。
风电场随后对机组进行了技术改造。
本文介绍风电场针对这一隐患进行改造的技术方案和实施经验。
关键词：风电场；电压谐波一、引言库伦风光电站总装机423.5MW，其中：风电容量403.5MW、光伏容量20MW。
安装187台华锐SL1500型风电机组、75台南车WT1650型风电机组，于2011年4月全部投产发电。
二、事件经过环境情况：2018年1月26日，1时风电场平均风速3.1m/s，2时平均风速4.2m/s，5时平均风速5.0m/s，夜间风况呈逐步上升趋势。
06时40分后平均风速降至风电机并网风速以下（风电机并网风速3m/s），风电机全部处于待机状态。
2018年1月26日00时20分，南车NC017风电机报网侧接触器690V熔断器故障，风电机停机。
2018年1月26日00时21分NC014风电机故障停机。
2018年01月26日01时26分#3主变共带负荷-476.32kW，无功功率为-12247kVar。
#5、#7无功补偿装置带感性12000kvar负荷。
01：12至01：52，新增17台南车风电机故障停机。
02：00至02：22，新增7台南车风电机故障停机。
04：30至04：56，新增11台南车风电机故障停机。
05：10至05：12，南车风电机故障停机2台。
06：07，南车风电机组故障停机2台。
00：20至06：07，共计41台南车风电机组故障停机，停机机组均接入220kV#3主变，故障名称均为“网侧接触器690V熔断器、变频器检测脱网和变频器测试检测到电网掉电”。
三、原因分析1月26日07:00，现场检修人员和运维人员进行登机检查，风电机组变频器系统各部件正常、测试发电机绝缘正常，发现所有故障机组均为变频器电压滤波回路1Ω滤波电阻（每台机组6个）、变频器网侧690V350A熔断器（每台机组3个）和变频器网侧125A熔断器（每台机组3个）存在不同数量烧损、熔断现象，其它设备无异常。
风电场有功与无功功率控制系统的运维经验总结与分享
风电场有功与无功功率控制系统的运维经验总结与分享近年来，随着可再生能源的快速发展，风电场成为一种重要的电力供应方式。
风电场的运维工作对于保障风电场的高效稳定运行至关重要。
而有功与无功功率控制系统是风电场运行中不可或缺的组成部分。
本文将总结分享风电场有功与无功功率控制系统运维的经验与技巧。
一、系统监测与故障排查1.定期系统巡检定期对风电场有功与无功功率控制系统进行巡检是保证系统健康运行的关键。
巡检过程中要注意检查系统设备的运行状态和参数是否正常，并及时记录。
对于发现的问题要及时报告给运维团队，确保问题可以及时解决。
2.故障排查在风电场运行过程中，难免会出现一些故障，及时进行故障排查是保障系统稳定运行的关键。
当有功与无功功率控制系统出现故障时，首先要通过系统监测软件和设备日志分析故障信息。
根据故障描述和现场情况，逐步排查故障点，并进行修复。
在修复过程中，要保证操作规范，确保出现的故障不会对整个系统造成更大的损害。
二、日常维护与优化1.设备维护设备维护是保障风电场有功与无功功率控制系统正常运行的基础。
定期进行设备检修、保养和更换是重要的维护措施，可以有效延长设备的使用寿命。
同时，要保持设备干净、通风良好，并合理安装设备附件，确保设备的正常运行。
2.系统优化系统优化是提高风电场有功与无功功率控制系统整体性能的关键。
通过对系统参数的调整和优化，可以提高系统的效率和稳定性。
同时，还可以通过合理配置系统策略和控制算法，优化相应的控制模型，提高风电场的电力输出水平。
三、数据分析与预测1.数据采集与分析风电场有功与无功功率控制系统产生的大量数据可以提供重要的参考和决策依据。
因此，对数据的采集和分析非常重要。
通过对数据的采集和处理，可以快速发现系统存在的问题，并及时采取措施进行修复。
同时，还可以从数据中挖掘出潜在的优化空间，提高系统的性能。
2.预测分析风能的不稳定性是风电场运维面临的一个重要挑战。
通过对历史数据进行分析和预测，可以提前预知风电场的运行情况，避免潜在的问题和风险。
风电场有功与无功功率控制系统的运行状态监测与分析
风电场有功与无功功率控制系统的运行状态监测与分析【引言】随着清洁能源的发展和应用，风电场作为可再生能源的重要代表之一，其建设和运行变得越来越重要。
风电场不仅能产生有功功率来满足电网的电力需求，还能通过控制无功功率来提高电力系统的稳定性。
因此，风电场有功与无功功率控制系统的运行状态监测与分析对于有效管理和维护风电场的运行具有重要意义。
【主体】一、风电场有功与无功功率控制系统概述风电场有功与无功功率控制系统是指风力发电机组通过控制旋转叶片的角度，调节转矩和风机转速，从而控制发电机的有功和无功功率输出。
有功功率是指发电机向电网输出的实际功率，它直接满足电网的用电需求；无功功率是指发电机输出的与电网无关或无效的功率，主要用于电力系统的调节和维持系统电压稳定。
二、风电场有功与无功功率控制系统运行状态监测1. 监测对象风电场有功与无功功率控制系统的监测对象主要包括风力发电机组、变压器、电缆线路、开关设备、电容器等。
通过对这些关键设备的运行状态监测，可以实时获得风电场的工作情况和性能参数。
2. 监测指标a) 有功功率监测指标：包括发电机的输出功率、风机转速、风向风速等。
有功功率的监测可以评估发电机组的发电能力，有效衡量风电场的发电效率和负荷率。
b) 无功功率监测指标：包括无功功率因数、无功功率调节能力等。
无功功率的监测可以评估电力系统的稳定性和无功补偿能力，有效控制电网的电压和频率。
3. 监测方法a) 在线监测：通过在关键设备上安装传感器和数据采集器，实时监测设备的参数，并将数据传输到监控中心进行分析和处理。
这种方法可以及时发现设备故障和异常情况，提高风电场的运行效果和安全性。
b) 离线监测：周期性地对设备进行巡检和测试，收集设备运行数据和性能参数，并进行离线分析和评估。
这种方法可以检测设备的长期运行情况和性能变化，发现潜在故障和改进空间。
三、风电场有功与无功功率控制系统运行状态分析1. 数据处理和分析收集到的监测数据需要进行处理和分析，以获得对风电场有功与无功功率控制系统运行状态的准确评估。
风电场无功电压控制分析
风电场无功电压控制分析【摘要】风电发展迅猛，但大量风电机组直接接入电网，是对电网安全运营、电能质量保证的重大挑战。
其引起的无功电压问题日益受到关注。
风电场有功出力波动较大，风电场电压波动大，难以满足电网的电压要求，而且各风电场间及与风电汇聚站间彼此缺乏协调，严重时还会导致大规模风机脱网。
需要有一个自动电压控制系统充分利用风电场的风电机组和动态无功补偿装置来对风电场的电压整体调控。
【关键词】风电场；电压控制；无功补偿；静止无功发生器（SVG）；晶闸管控制电抗器（TCR）；磁控电抗器（MCR）；风力发电机组引言近年来，风电行业以一种前所未有的速度迅猛发展。
根据国务院《可再生能源中长期发展规划》，至2020年风电装机将达到1.5亿千瓦。
风力发电自身固有的间歇性特点使风电场有功出力波动较大，且未来时刻的发电功率具有一定不确定性，给电网运行带来极大挑战，其引起的无功电压问题日益受到关注。
根据GB/Z19963—2005《风电场接入电力系统技术规定》的要求，风电场一般均配置一定容量的无功补偿装置，包括可投切电容电抗器、静止无功发生器（SVG）和静止无功补偿器（SVC，其中有晶闸管控制电抗器（TCR）及磁控电抗器(MCR)）。
目前风电接入电网出现了两个特点：（1）单个风电场容量增大；（2）接入电网的电压等级更高。
但风电基地一般都地处电网末端，输电距离远，电压等级高，缺乏强大火电支撑，而增加的风电接入容量与更高的电压等级使得电网受风电影响的范围更广，也使风电接入后的电压控制问题更加突出，主要表现在：（1）缺乏就地控制，风电场电压波动大，难以满足电网的电压考核要求。
（2）各自为政，缺乏协调，严重时导致大规模风机脱网。
随着风电的飞速发展，相关的政策、技术标准也随之出台，现摘取《风电场接入电力系统技术规定》有关无功电压方面的一些具体要求。
风电场的无功电源包括风电机组及风电场无功补偿装置。
风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力。
风电场谐波问题测试分析与治理措施研究
风电场谐波问题测试分析与治理措施研究发布时间：2021-06-25T10:06:08.633Z 来源：《中国电业》2021年7期作者：段锐敏，郭成[导读] 随着大型并网风电场日益增多，风电场的电能质量问题也日益凸显段锐敏，郭成云南电网有限责任公司电力科学研究院，云南昆明，650217摘要: 随着大型并网风电场日益增多，风电场的电能质量问题也日益凸显。
本文基于在云南某高原风电场中发生的变流器电流故障和变桨驱动器过压故障，对风电场的电力谐波进行了测试，分析了谐波主要来源，研究了导致风机脱网的主要原因，并提出了对应的谐波治理措施。
对同类型风电场的电能质量问题防治具有一定的参考作用。
关键词:风电场；谐波；电能质量引言电力系统的谐波问题由来已久，伴随着交流电被采用作为电能的输送方式起就已经存在。
近年来，随着大容量电力电子设备和非线性设备的大量使用，使这一问题更加突出。
其危害主要体现在谐波畸变对电容器组、变压器及负载设备产生影响，严重的将引起设备故障或不正常工作。
因此，谐波已是电力系统不可忽视的问题。
风力发电机因采用大容量电力电子设备而产生谐波，并通过转子侧变流器和电网侧变流器馈入电网。
近年来，云南大型并网风电场数量急剧增多，风力发电利用小时数位居全国前列。
随着并网容量的与日俱增，风电并网所带来的电能质量问题也凸显出来。
对于风力发电机组大规模投运并网之后带来的电网稳定问题，防治风电场电能质量问题至关重要。
本文基于在云南某高原风电场中发生的变流器电流故障和变桨驱动器过压故障，对风电场电能质量进行了测试，分析了谐波主要来源，并提出了对应的解决措施。
对同类型风电场的电能质量防治具有一定的参考作用。
1、电力谐波概述在供电系统中除50Hz的正弦波外，还出现其他频率较高的正弦波，这些高次谐波叠加在基波上，使基波发生畸变，从而产生谐波，谐波频率为电源基波频率的整数倍。
在用电设备中有许多非线性负荷，非线性负荷从电网吸收非正弦电流，引起电网电压畸变，即所有电压与电流的关系为非线性的用电设备都是谐波源。
35kV风电场电能质量分析及解决方案
35kV风电场电能质量分析及解决方案摘要：本文通过对几个风电场负荷状况调查，并以并以典型风电场为重点进行了谐波状况分析，分析了目前风电场电能质量状况及其产生的原因，确定了谐波功率的流向及谐波源。
提出了抑制谐波超标的措施，为今后谐波治理提供了科学依据。
关键词：谐波；无功补偿；风力发电；SVC一、风力发电系统的特点1.1、风电对电网电能质量的影响风力发电的并网运行一方面具有一定经济效益和社会效益，另一方面也对电网的电能质量和安全稳定性造成一定的影响。
（1）风速变化使风电场的输出功率波动，从而引起电网电压波动。
风电机组自身固有的特性（风剪切、塔影效应、叶片重力偏差和偏航误差等）也可能造成电网电压波动，进而使电网出现可察觉的闪变现象。
（2）风电机组的电力电子装置是风电系统的谐波源。
变速风电机组的变流器在风电机组运行过程中一直处于工作状态，因此变流器产生的谐波可能对电网的电能质量产生影响。
1.3、加装SVC的必要性静止无功补偿器（SVC）则可以快速平滑调节无功补偿功率的大小，提供动态的电压支撑，改善系统的运行性能。
在系统发生短路故障情况下，SVC的动态无功调节能力可以加快故障切除后风电场内部和接入点电压的恢复过程；在风速变化情况下，SVC可以使风电场电压的波动明显降低，对风电设备安全运行和稳定电能质量均有很好的作用。
二、风电场供电系统电能质量仿真2.1、工程概况某风电场装机容量为49.5MW，每台风力发电机组均采用发-变组单元接线形式经变压器升压后接至35kV集电线路。
风电场升压站本期建设1台容量50MVA，电压比230±8x1.25% / 35kV双绕组有载调压变压器。
（1）电网侧系统概况1）系统额定电压：220kV2）系统最高电压：230kV3）系统短路电流：31.5kA4）系统额定频率： 50Hz5）系统中性点接地方式：经隔刀接地6）主变电压变比：230±8x1.25% / 35kV（2）主变低压侧系统概况1）系统电压：35kV2）系统最高电压：40.5kV3）系统额定频率：50Hz4）35kV系统短路电流：31.5kA5）系统中性点接地方式：经电阻接地2.2、电能质量仿真根据现场的接线情况，应用PSCAD电力仿真软件，对该风电场的实时电能质量进行仿真。
海上风电场谐波分析及抑制措施研究
海上风电场谐波分析及抑制措施研究摘要：随着大规模风电场接入电力系统，风电场并网的谐波含量对电网的稳定运行造成威胁，因此，对风电场谐波的分析与抑制措施研究显得格外重要，本文以半岛南3号海上风电项目为例，通过在ETAP中构建风电场谐波模型，研究单台风力电机运行与风电场全机组投入情况下的谐波传导与耦合作用，以及海缆长度对风电场谐波含量的影响，得出以下结论，风电场内部的谐波电流是从风机侧向电网侧传导的，风力电机出口侧电压总谐波含量最高，在电网220kV侧电压总谐波含量最低，在不同电压等级母线谐波相互耦合作用下，电网侧220kV母线电压谐波分量的占比与谐波频次分布呈现削减趋势，其次，随着海缆长度的缩减，不仅总谐波含量下降，而且7次谐波逐渐取代5次谐波，成为主导的谐波分量，建议海上风电场运营商优化海上风电设备到220kV电网侧母线海缆路径，通过缩短海缆长度来降低总谐波含量，同时应注意对7次谐波的抑制以及其对风电设备的影响。
关键词：风电场、谐波传导、谐波耦合、谐波抑制1．前言随着可持续能源日益增长，电力系统中更多的风力发电机投入使用，由于风力发电机包含大量的电力电子设备，以及风力发电的随机性和不可控性，风电场在向电网输入有功功率的同时，注入了大量的谐波，给电力系统带来了诸多不利影响。
谐波水平是风电场业主和电网运营企业共同关心的问题。
电网运营企业担心电网中的电压失真极限被超过。
风电场业主必须应对网络运营商规定的并网谐波含量限制，并避免谐波导致的设备损坏和保护误动。
因此，海上风电场谐波分析及抑制措施研究是风电产业发展中的一个关键问题。
本文对半岛南3号海上风电场的谐波传播和耦合进行研究。
通过对单台风力发电机到电网，以及由多台风力机组到电网的谐波分布研究，找出风力电场谐波传导与耦合的规律，通过分析海缆长度对谐波分布的影响，提出风电场谐波的抑制措施。
2.文献综述国内外学者对风力发电的谐波做了大量的研究。
文献[1]建立多个风电场的谐波相互作用模型，表明随着风电场之间的距离减少，它们之间的接触阻抗会降低，谐波相互作用会增强。
风电场一期(49.5MW)工程电压无功自动控制系统(AVC)技术规范书
***风电场项目风电场电压无功控制系统（A VC）技术规范书招标人：招标代理机构：设计单位：二〇一三年三月1总则1.1本技术规范适于自动无功补偿装置及其附件的技术要求，它提出了该装置及附属设备的功能设计、结构、制造、性能、安装和试验等方面的技术要求。
所采用的标准和规范（包括附件）应为合同期间的最新有效版本。
当参照的规范和标准与本技术协议存在明显冲突时，卖方应向买方指出冲突之处并取得买方的书面意见。
1.2 买方在本技术协议中提出的仅为最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。
AVC子站开发建设单位应提供符合国家和有关行业最新版本的标准和完全满足本技术协议书所规定要求的产品和相应的技术服务。
如卖方根据自身判断，并经买方同意，认为采用更好或更为经济的材料可实现所供设备的成功连续运行，则其设计可超出相应标准和规范中的规定要求。
1.3 卖方提供的主设备、附件、备品备件、外部油漆等材质必须满足本工程所处地理位置、环境条件的要求。
1.4 技术协议签订后15天内，按本协议要求，卖方提出合同设备的设计﹑制造﹑检验/试验﹑装配﹑安装﹑调试﹑试运﹑验收﹑试验﹑运行和维护等标准清单给买方确认。
1.5 A VC子站要满足未来扩建建设，要有预留接口。
1.6 A VC子站要满足风场开放风机本身无功补偿能力的需要,预留接口。
1.7配合买方对SVG\SVC招标工作,对SVG\SVC选型提供合理建议，满足A VC控制要求1.8 如果卖方没有以书面形式对本技术协议的条文提出异议，则意味着买方提供的设备完全符合本技术协议的要求。
1.9 本设备技术协议所使用的标准如遇与买方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
如投标方根据自身判断，并经招标方同意，认为采用更好或更为经济的材料可实现所供设备的成功连续运行，则其设计可超出相应标准和规范中的规定要求。
1.10 本设备技术协议经买卖双方确认后作为定货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。
某风电场谐波计算分析
某风电场谐波计算分析摘要：在风电站设计前期，需对风电站接入的电能质量特别是谐波进行初步计算，看是否能满足IEC标准和相关国家标准，并且判断接入点是否合适，本文通多对某个已实施风电站的谐波分析计算，来看风电接入的谐波是否会对电网产生很大的影响。
关键词：风力发电；电能质量；谐波引言目前人类对化石能源使用的不断增加，化石类能源所带来的环境污染、全球变暖等弊端也愈加严重。
因此，探求一种清洁能源来替代化石类能源已刻不容缓。
目前在众多新能源里面，风能为一种取之不尽用之不竭的清洁能源，在全球新能源的比重日益提升，随着技术进步风电装机容量将近一步提升。
但由于风电出力随风速而变化，且新型的变速风力发电机组由于采用了大容量的电力电子设备，在向电网送出有功功率的同时还将会产生一定量的谐波注入电网。
谐波电压、电流一直是电力系统较为关注的电能质量问题，因此分析风电机组向公共连接点注入谐波电流，因此估算电网中主要母线的谐波影响是十分必要的。
本文结合某山地区风电场谐波计算实例，对电网造成的谐波影响进行分析计算，分别计算了并网点处的谐波电压、谐波电流，计算了谐波电压的畸变率。
1、某风电场背景介绍以2016年某地区电网为基础，在规划50MW的某实际风场并网运行后，对风电场接入引起的谐波问题进行分析。
该风场规划容量为50MW，拟采用25台单机容量为2MW的双馈变速风电机组。
风电场配套建设一座110kV升压站，风力发电机组出口电压 0.69kV，每台风力发电机组经箱变升压至35kV，本期25台机组共分为3回集电线路接至风电场升压站35kV侧，后经50MVA变压器压至110kV后经LGJ-240导线送入对侧变电站。
2、谐波计算电流、电压限值2.1谐波电流限值按照国标GB/T14549-93《电能质量－公用电网谐波》中规定，公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量（均方根值）允许值如表1-2所示：表1-2 注入公共连接点的谐波电流允许值公共连接点处的短路容量不同于基准短路容量时，表中的谐波电流允许值应按下式进行换算：α—相位叠加系数，根据表2-3取值。
浅析风电厂无功补偿及谐波治理装置
浅析风电厂无功补偿及消谐装置的应用随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，对绿色清洁能源的需求越来越迫切。
风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染的绿色能源。
目前，越来越多的风电厂建成并网发电。
由于风电厂具有自己独特的特点，这随之产生了风电并网的问题，在风电并网运行中会出现以下问题：（1）风机出力波动大引起电压波动；（2）电压调节能力弱，不能在规定的范围内调节；（3）电网扰动造成的电压变化可能造成风机大面积解列，影响系统的稳定与安全；（4）可调度性差；（5）部分感应式发电机无功消耗高；为了解决以上问题，风电厂无功及谐波的治理发展由简单的消谐消弧装置到SVC，再到更为先进的SVG设备。
为了了解风电厂的无功补偿及谐波治理装置，首先我们需要明确一些关于无功和谐波的基本概念。
无功功率:电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容性负载电容中的电场能量之间进行着可逆的能量交换而占有的电网容量叫无功，Q表示这种能量交换的幅度。
无功功率的表达式为： Q=UIsinφ式中无功的单位为Var（乏），线电压的单位为V（伏），视在电流I单位为A（安）。
功率因数：在正弦电路中，功率因数是由电压和电流之间的相角差决定的，这种情况下，功率因数常用COSφ表示。
视在功率S=UI,有功功率P=UIcosφcosφ=P/S感性无功：电流矢量滞后电压矢量90度。
如：电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等。
容性无功：电流矢量超前电压矢量90度。
如：电容器、电缆输配电线路、电力电子超前控制设备等。
基波无功：与电源频率相等的无功。
谐波无功：与电源频率不相等的无功。
无功功率的增加，会导致电流增大和视在功率的增加，从而使发电机、变压器及其它电气设备的容量和导线容量增加。
使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。
无功功率不做功，但占用电网容量和导线截面积，造成线路压降增大，使供配电设备过载，谐波无功使电网受到污染，甚至会引起电网振荡颠覆。
阐析风电场无功电压控制
阐析风电场无功电压控制
范薇薇
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2015(000)025
【摘要】近年，随着我国对于能源发电的进一步重视，我国的能源发电行业也随之兴盛起来。
风能发电就是其中一种。
伴随着风能发电的迅猛增长，很大量的风能发电机组也相继地并入到了国家电网系统，这样一来就对我国的电网系统的安全运行和供电质量提出了比较大的挑战。
其中的无功电压就成为了外界非议最多的讨论点。
风能电场存在着一些缺点，例如风电场在进行有功输出时波动比较厉害，正是这种波动不能满足电网系统关于电压的相关要求，这种情况下，严重的后果是造成风电场的电力输出脱离电网系统。
因此，我们在进行风能输出的时候，需要一个自动控制电压的系统来进行风电机组的电压动态补偿对风电机组的电压进行整体的调控。
【总页数】1页(P204-204)
【作者】范薇薇
【作者单位】中国三峡新能源东北分公司，辽宁沈阳 110042
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于DFIG可用无功裕度的风电场无功电压控制方法
2.以并网点电压和机端电压平稳性为目标的风电场无功电压协调控制
3.计及无功裕度的双馈风电场无功电压
协调控制4.计及风电场静态电压稳定性的VMP系统无功电压控制策略研究5.风电场提高电压无功协调控制及低电压穿越能力的研究
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风电场谐波及无功电压控制技术及其运行分析殷玉萍
发表时间：2019-08-29T09:45:52.670Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：殷玉萍
[导读] 摘要：现如今，我国的风电发展十分迅速，针对风电场存在的谐波污染，采用了感应滤波技术进行谐波治理。
（国网太原供电公司山西太原 030010）
摘要：现如今，我国的风电发展十分迅速，针对风电场存在的谐波污染，采用了感应滤波技术进行谐波治理。
在变压器中增设等值阻抗为零、带无功补偿功能的滤波绕组，配置全调谐滤波支路构成谐波短路环，从而实现谐波有效滤除；针对电压波动，提出了一套以风电机组无功输出为主、SVG无功输出为辅的AVC系统优化控制方法，无功资源可提升3倍以上，增强了无功电压调节能力。
通过风电场并网检测，谐波问题得到了根本抑制，无功电压控制良好。
关键词：风电场；谐波；感应滤波；无功电压；AVC
引言
近年，国内大量风电项目并网发电，出现多起由谐波侵入引起的风电机组事故。
谐波侵入理论分析复杂，同时受风电场参数及系统运行工况的影响较大，且通常表现为系统性问题，因此难以分析和准确定位；另一方面，谐波侵入引起的过电压、过电流会导致设备绝缘或热稳定破坏，严重危害设备的正常运行。
若不妥善处理谐波侵入问题，谐振侵入的供用电设备将无法正常稳定运行。
1无功电压自动控制技术的运用核心
（1）后台软件。
无功电压自动控制技术的运用需要依靠强大的后台软件实现对自身作用的发挥。
无功电压自动控制技术的后台软件是基于计算机系统实现运行，这项技术的应用中对其进行控制的可能是一个完整的软件，还有可能是一个子模块，这并不是固定的，软件和子模块都能实现对后台软件的控制，都能促进电力系统的调动，实现电力调度功能。
无功电压自动控制技术的后台软件能够实现对系统的运用，能够保证系统的有效的运行。
无功电压自动控制技术的操作比较简单，易于上手，但是在后台运行中也容易出现问题，后台软件也需要在运用中优化，对于出现的问题应该及时的处理，这样才能促进软件和模块的优化，促进技术应用。
（2）无功电压自动控制网。
无功电压自动控制技术就是其实现自身功能的一种方式，控制网拥有自己的独立的数据，而且还能进行采集和控制工作。
无功电压自动控制技术可以通过控制网进行数据的传输，数据传输可以实现自动化，而且系统对数据进行分析后还能进行处理，这样能够促进数据的有效的利用，保证系统的稳定。
但是系统对网络的要求比较高，出现网络不稳定就有可能造成控制网的准确性降低的问题。
（3）独立无功电压自动控制装置。
自动控制装置是实现数据收集的装置，这个装置具有数据采取。
传输等功能，这些功能都是通过自动控制装置实现，自动控制装置能够完善更多的功能。
自动控制装置需要大量的硬件才能维持其传输功能，保证传输效率，但是在自动控制装置的安装中需要的时间比较长，需要专业的人员进行安装。
2基于感应滤波的风电场构架
感应滤波系统由感应滤波变压器、FC滤波器和SVG静止无功发生器等部件组成，如图2所示。
感应滤波变压器引出特殊设计的滤波绕组抽头，接入FC构成滤波回路，滤波回路的谐波阻抗对于某次特征谐波而言近似为0，实现谐波隔离和无功补偿的功能。
SVG作为感应滤波系统的动态设备，除具备动态无功补偿功能外，还可具有有源滤波的功能，实时检测风电场的输出电流，提取风电场输出电流的特征次谐波分量，并产生大小相等、方向相反的谐波电流用于消除电网谐波，从而起到有源滤波作用。
3治理方案
该风电场所处呼伦贝尔电网含有大量非线性负荷，谐波潮流复杂，背景谐波含量高，存在非常大的谐波侵入导致风机脱网的风险，宜采取谐波侵入抵御措施，降低谐波侵入风险。
不采取治理措施时，谐波电压全部加于ＵＰＳ装置上；加装串联谐振型滤波器组（ＦＣ）可有效降低谐波电压含量，若ＦＣ参数设置合适，则在谐波侵入频率上形成有效的串联谐振，对该频率谐波形成阻抗近似为零的低阻抗通道，从而使谐波电压在滤波器安装点被“短接”，保护了对谐波侵入较为敏感的ＵＰＳ装置。
谐波侵入的系统薄弱点在风机６９０Ｖ侧，但风机数量较多，若在６９０Ｖ侧进行治理，则需要安装３３套装置，数量较多，管理困难，效果也难以保证；风电场谐波侵入点为风电场与电网的连接点，即１１０ｋＶ侧电网，但１１０ｋＶ电压等级的谐波治理设备造价较高，占地面积大，不宜采用；综合考虑在风电场３５ｋＶ母线上加装谐波侵入治理装置较合适，工程造价低，谐波抑制效果好。
根据现场测试及仿真分析可知，谐波侵入主要是谐波电压侵入，其次数主要为５次、７次、１１次等，但谐波含量随着系统运行方式及周边谐波源的变化而变化，部分工况下谐波侵入以５次为主，部分工况下谐波侵入以１１次为主，因此谐波侵入抵御措施必须针对各种工况进行统一考虑，保证各次谐波侵入风险都能有效降低。
4风电场AVC控制策略
《风电场接入电力系统技术规定》中明确指出风电场无功控制应优先调节风机，其次为SVG等动态补偿设备，最后为FC等固定补偿设备。
为此，在山地式风电场中提出了一套以风电机组无功输出为主、SVG无功输出为辅的AVC系统优化控制策略，风电场电压稳定性大大提高。
地市调控中心下发一个电压指令给AVC系统，AVC系统控制器一方面根据风电场并网点电压值和短路容量计算得到风电场总共需要输出/吸收的无功指令Q，另一方面，根据风机数据采集和监测（SCADA）系统反馈的风机最大可调度无功容量，将Q优先分配给风机SCADA系统；若风机的无功容量不足，则将剩余需要补偿的无功指令发给SVG控制器，由SVG来进行无功补偿；若风电场仍有无功需求，则有AVC下发FC投切指令由FC补偿。
风机SCADA系统控制器在接收到AVC下发的无功指令后，将无功指令均分给已启动运行的风机电网侧DC/AC变换器控制系统，各风机再根据SCADA系统控制器下发的无功指令，通过变换器开关器件（IGBT）的触发脉冲发出/吸收无功控制，从而实现风电场电压自动调节目的。
5无功电压自动控制技术在电力调度自动化系统中的应用分析
（1）变电站自动化应用。
无功电压自动控制技术可以实现对变电站的有效的管理，目前我国变电站还有一部分是采用人员管理的方式，这种方式需要耗费大量的人力和物力。
采用无功电压自动控制技术，这种方式能够降低人工成本，电力调动系统可以对其进行管理，促进管理功能作用的发挥，能出色的完成这项工作。
无功电压自动控制技术在变电站的应用能够保证对变电站的数据的收集，对系统的运行进行检测，而且还能降低由于人工操作导致的失误。
无功电压自动控制技术的应用能够促进变电站的工作的完善。
（2）无功电压自动控制技术在电力配送方面的应用。
电力输送的损耗问题会严重的影响电力调度问题，无功电压自动控制技术在电力系统方面的应用能够促进电力资源的应用，检测技术应用中存在的线路问题，这样能够促进电力设施的应用。
运用无功电压自动控制技术还能够实时定位，这样有助于维修工作的顺利的进行，还能够将异常电压变为无功电压。
采用无功电压自动控制技术能够有效的控制电网损失，促进电压利用率的
提升。
结语
通过在升压变压器中增加滤波绕组及配套的感应滤波设备，实现感应滤波技术在风电场的应用，很好地解决风电场存在的5次等谐波问题，达到了风电场的绿色并网。
针对电压波动问题，提出了一套以风电机优先、SVG其次、FC最后的AVC系统优化控制策略，通过风电场实际应用，表明了该AVC调节策略有效性提高了风电场的无功资源，提升了风电场并网地区的电压稳定。
参考文献：
[1]杜旭浩．风电场并网引起的电能质量问题谐波分析〔J〕．电气应用，2017，36（23）：14-15．
[2]柳永妍，乐健．风电场并网电能质量分析与实例分析〔J〕．电测与仪表，2017，54（3）：48-53．。