對于風電機組來說,發電機本身產生的諧波是可以忽略的,諧波電流的真正來源是風電機組中采用的電力電子元件。對于定速風電機組來說,在連續運行過程中沒有電力電子器件參與,因而也基本沒有諧波產生;當機組進行投入操作時,軟并網裝置處于工作狀態,將產生諧波電流,但由于投入的過程較短,這時的諧波注入可以忽略。
變速風電機組則采用大容量的電力電子元件,直驅永磁同步風力發電機組的交直交變頻器采用可控PWM整流或不控整流后接DC/DC變換,在電網側采用PWM逆變器輸出恒定頻率和電壓的三相交流電;雙饋式異步風力發電機組定子繞組直接接入交流電網;轉子繞組端接線由三只滑環引出接至一臺雙向功率變換器,電網側同樣采用PWM逆變器,定子繞組端口并網后始終發出電功率;轉子繞組端口電功率的流向則取決于轉差率。不論是哪種變速風電機組,并網后變流器將始終處于工作狀態。因此,變速風電機組的諧波注入問題需要考慮。對風力發電機組產生的諧波需要采用實測的方式來確定。

2風電場向電網注入諧波的相關標準
2.1GB/T14549-93《電能質量公用電網諧波》中注入諧波限值與多個諧波源疊加計算方法。
1)注入電網的諧波電流限值
國標GB14549-93《電能質量公用電網諧波》中規定的公共連接點的全部用戶向該點注入的諧波電流分量(方均根值)不應超過相關公共連接點的諧波電流中規定的允許值。
當公共連接點處的最小短路容量不同于基準短路容量時,諧波電流允許值的換算式中,為公共連接點的最小短路容量,MVA;為基準短路容量,MVA;為第h次諧波電流允許值,A。
2)多個諧波源的疊加
國標GB/T14549-93中給出了兩個諧波源的同次諧波電流在同一相上疊加,當相位角已知時按下式計算:式中,為諧波源1的第h次諧波電流,A;為諧波源2的第h次諧波電流,A;為諧波源1和諧波源2的第h次諧波電流之間的相位角。
當相位角不確定時按下式計算: 系數按表1選取。
表1式2.3中系數的值
兩個以上同次諧波電流疊加時,首先將兩個諧波電流疊加,然后再與第三個諧波電流相疊加,以此類推。
2.2 IEC61400-21《并網風電機組電能質量測試和評估》標準中風電場諧波注入計算方法與評估
該標準提出了風力發電諧波相關的檢測與評估方法。
1)風力發電機組諧波的檢測
IEC61400-21標準中規定,只考慮采用變換器的并網型風力發電機組的諧波問題。在連續運行過程中輸出的各次電流諧波分量,必須測量到基波頻率的50倍(即直到第50次諧波),并且必須確定出最大諧波電流畸變率THD。其中,各次諧波電流分量應基于10min的觀察給出,并且為這10min內各次諧波電流分量的最大值。
2)多臺風力發電機組諧波電流的合成
IEC61400-21根據IEC61000-3-6給出的由于負荷引起的諧波電流畸變的總和的計算方法,給出了連接在公共連接點上的多臺風力發電機組引起的諧波電流,為連接到公共連接點上的風力發電機組的數目;為公共連接點上的h階諧波電流畸變;為第i個風力發電機組變壓器的變比;為第i個風力發電機組h次諧波電流畸變;為連接到公共連接點上的風力發電機組的數目;為公共連接點上的h階諧波電流畸變;為第i個風力發電機組變壓器的變比;為第i個風力發電機組h次諧波電流畸變;為表4中給出的指數。
3含風電場的電網諧波治理方法
電力系統諧波治理措施主要有三種:受端治理、主動治理、被動治理。在受端治理中,可采用改善供電環境、選擇合理供電方式、利用變壓器抑制諧波產生等措施;在主動治理中,可采用增加整流裝置脈動數、脈寬調制PWM技術等措施。以下重點介紹被動治理的措施。
3.1采用無源濾波器PPF
PPF由電力電容器、電抗器和電阻器三大部分組成。它并聯于充電站負荷,除起濾波作用外還兼顧無功補償和調壓的需要。在設計中需考慮以下幾點:確定投資最小;使注入系統的諧波減小到國標允許的水平;進行基波無功補償,并避免產生過補償。并聯型PPF的電容、電感、電阻參數選擇原理如下:
(1)電容器參數的確定
濾波器的投資同濾波器的安裝容量密切相關,濾波器安裝容量越小,則濾波器投資越少。當時,在第次諧波頻率發生調諧。因此,最小電容器安裝容量所對應的電容量為。式中,–第次諧波電流,–電容器兩端電壓,–次諧振角頻率,–基波頻率(即50HZ)。
(2)濾波支路電阻的確定
電阻值同濾波器的最佳品質因數Q密切相關,關系如下式:。根據工程長期經驗,得出Q值可按30計算。
(3)電感器參數的確定
考慮到系統諧波阻抗影響后單調諧濾波器并不是工作在全諧振狀態時最合理。因此,濾波器中電感值應采用偏諧振值,即。式中,–電感偏諧振率,一般取0.015。
3.2采用有源電力濾波器APF
并聯型APF由指令電流運算電路和補償電流發生器兩大部分組成。其中指令電流運算的方法采用基于瞬時無功功率理論的運算方式,電流跟蹤控制策略采用滯環比較法。此種方法具有響應速度快、實現動態連續實時補償的特點。
友情鏈接:無源式高次諧波保護器、多功能諧波保護器、高次諧波保護器、外置綜合保護系統。
替代型號:DMS-HMP2000-60-4L-400V、DMS-HMP99-1-220V、VST300、PCMHPD99-1、L-HTS300、VST310、PCMHPD1000、SNDHPD99-1、QSHPD-99-3-E、DMS、HMP1000E-3-400V、DMS-HMP99E-3-400V、GW-HPD1000E、WNPD-1000、BAE-HPM1100-3-400V、QSHPD-1000、PL-XI99,QSHPD-99-1-E。