[發明專利]一種風電場諧波在電網中的耦合規律分析方法

有效

• 申請號: 202011394632.2
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112491054B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 邱衍江;張超;張新燕;鄧宇輝;方燦均
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司江門供電局
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/38;G06F30/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳偉斌

本發明涉及一種風電場諧波在電網中的耦合規律分析方法，包括如下步驟：步驟一：基于加窗插值FFT算法對風電場諧波的參數進行檢測，獲取諧波的圖像和波形；步驟二：設電網某節點有n個諧波耦合時，構建諧波耦合表達式；分析諧波在電網傳播的影響因素；建立含風電場的電力系統諧波耦合仿真模型并進行仿真，對步驟二中的諧波耦合表達式進行波形顯示，并通過步驟二中的影響因素對仿真結果進行分析。通過模型仿真對不同的風電場所產生的諧波在電網耦合，得到不同的風電場諧波在電網耦合的具體規律，最終能夠為電網調度提供指導。

技術領域

本發明涉及接地線收納設備領域，更具體地，涉及一種風電場諧波在電網中的耦合規律分析方法。

背景技術

風電場并網系統中，由于風電出力的波動性與隨機性、風電場中電力電子設備的大量使用、變流裝置以及電網故障運行對風電機組產生的影響等都可能使風電場輸出的電流電壓產生諧波，對電網電能質量造成諧振、過負荷、閃變等影響，使電網運行控制風險及難度進一步增加。國家針對并網點的諧波情況，制定了電網對風電場并網的諧波門檻值，但幅值小于門檻值的諧波會注入電網，在并網后會在各個節點間傳播與耦合，增加了諧波成分的復雜性，耦合后的諧波也會影響電力系統電能質量。

公開號為“CN108054781B”，公開日為2019年08月30日的中國專利公開了一種基于db6離散小波變換的風電集群功率匯聚效應的時頻分析方法，該方法，以db6小波的特性及其離散變換原理為基礎，綜合考慮系統的典型調峰、調頻時間尺度，確立了面向電網運行的風電頻段劃分，建立時頻分析指標，以此在各個頻段內對風電功率的匯聚效應進行時頻特性分析。本發明方法通過分析風電匯聚效應時頻特性，對于大規模風電集群并網的規劃、安全運行及電網調度具有重要的指導意義。

在上述的方案中，僅僅針對db6小波對對風電功率的匯聚效應進行時頻特性分析，沒有對只要是風電場所產生的諧波對在電網在耦合情況進行分析。

發明內容

本發明為克服上述現有技術中不能掌握諧波在電網中耦合規律的問題，提供一種風電場諧波在電網中的耦合規律分析方法，能夠分析不同類型風電場諧波在電網中的耦合規律。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種風電場諧波在電網中的耦合規律分析方法，包括如下步驟：

步驟一：基于加窗插值FFT算法對風電場諧波的參數進行檢測，獲取諧波的圖像和波形；將電流信號的諧波分量以數字或圖像的形式顯示出來，需要對信號參數進行檢測。也就是，通過參數的檢測，我們才能看到諧波的波形。

步驟二：設電網某節點有n個諧波耦合時，構建諧波耦合表達式；分析諧波在電網傳播的影響因素；其中諧波耦合表達式具體為：

其中，I_m0、f₀分別代表基頻分量的幅值、頻率和初始相角；I_m1、f₁、分別表示為第一個諧波分量的幅值、頻率和初始相角；I_mk、f_k、表示第k個諧波分量的幅值、頻率和相角；I_mk+1、f_k+1、表示第k+1個幅值、頻率和相角；

步驟三：建立含風電場的電力系統諧波耦合仿真模型并進行仿真，對步驟二中的諧波耦合表達式進行波形顯示，并通過步驟二中的影響因素對仿真結果進行分析。

優選的，在所述步驟一中，采用頻域特性良好的Blackman窗和4項3階Nuttall窗構建二階混合窗函數，再利用曲線擬合函數推導出建二階混合窗函的三譜線插值修正公式，最后對諧波進行參數分析。

優選的，Blackman窗分別與4項3階Nuttall(b-n1)窗進行卷積運算，為克服柵欄現象，根據三譜線插值原理，求b-n1二階HCW的三譜線插值公式，得到：