【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电场，特别是一种海上风电场谐振分析方法及系统。
技术介绍
1、随着国内海上风电快速发展，装机容量持续增长，近年来，国内陆上风电基本饱和，开始大力发展海上风电，2020年底，国内海上风电累计装机超过2600万千瓦，位居世界第一，国内海上风电预计新增装机3000万千瓦以上，继续保持世界第一的地位，海上风电规模化发展，单个风电场装机容量普遍在100万千瓦以上，随着风电场规模化发展，电能质量问题日益凸显，大容量风电机组并网，增加了电网的故障电流和功率波动，长距离海缆传输会产生电容影响，电力电子装置的广泛使用增加了电网中的谐波污染，这些因素导致电能质量下降，影响风电场安全稳定运行。
2、目前针对现有技术，海上风电谐振机理认识还不够深入全面，现有的谐波治理技术应用于海上风电效果并不理想，无法解决问题，针对国内海上风电场实际情况的治理系统研发还不够，国外在海上风电谐波治理方面也面临类似问题，但整体技术水平较高，我方技术深入分析海上风电的谐振机理，找出关键影响因素，比较研究不同的谐波治理方法，找出各自的适用场景，针对典型海上风电场开展谐波治理系统研发，实现问题的有效解决，总体来说，通过对理论研究和治理方法的比较，改进了现有技术在分析机理、选择方法和实际应用上的不足，使海上风电场的谐波治理效果得到提升。
技术实现思路
1、鉴于现有的一种海上风电场谐振分析方法及系统中存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术的目的是提供一种海上风电场谐振分析方法及系统
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种海上风电场谐振分析方法，其包括，构建海上风电场电力传输谐振等值数学特征，根据设备的等值数学特征构建数学模型，分析海上风电场谐振机理，验证海上风电场的谐波放大因素；利用谐振点移动法分析海上风电谐振特定频率，根据无源滤波治理法分析无源谐波抑制效果，采用有源滤波补偿法定性分析有源谐波补偿模型，定量分析有源谐波补偿模型与谐波的关系；计算海上风电等值参数，搭建谐波谐振仿真分析模型，设计海上风电谐波谐振治理的有源谐波补偿模型方案，验收谐波谐振治理效果。
5、作为本专利技术所述一种海上风电场谐振分析方法的一种优选方案，其中：所述分析海上风电场谐振机理包括对谐波的恒流源进行计算，所述恒流源是阻抗发生变化时电流的值，具体计算过程为：
6、zs＝rs+jxs
7、zsn＝rsn+jxsn
8、其中，rsn<<xsn，rsn<<xsn，zs为谐波阻抗，jxs为恒流源阻抗。
9、所述验证海上风电场的谐波放大因素包括计算电缆总电感和对地电容，具体计算步骤为：
10、计算第一级放大倍数：
11、
12、计算第二级放大倍数：
13、
14、其中，β为放大倍数。
15、作为本专利技术所述一种海上风电场谐振分析方法的一种优选方案，其中：所述分析海上风电谐振特定频率包括采用交流滤波就近原则吸收谐波电流，所述交流滤波包括谐波电流控制和电流补偿，所述谐波电流控制包括直接电流控制和间接电流控制，所述电流补偿是对谐波电流进行采样，利用谐波提取算法提取谐波电流分量，选取最终总容量，具体步骤为：
16、计算谐波电流分量：
17、
18、
19、选取最终总容量：
20、
21、其中，stot_rms为总容量。
22、作为本专利技术所述一种海上风电场谐振分析方法的一种优选方案，其中：所述根据无源滤波治理法分析无源谐波抑制效果包括采用电感串联电容方式对谐波进行滤除，所述无源谐波包括电抗器和电阻器，所述有源谐波补偿模型包括谐波主电路向电网发出补偿电流，主电路工作逆变，具体公式为：
23、is＝il+ic
24、il＝ili+ilh
25、ic＝-ilh
26、is＝il+ic＝il1
27、其中，is为电网电流，il为负载电流，ic为补偿电流，il1为电网电流基波分量，ilh为谐波分量。
28、作为本专利技术所述一种海上风电场谐振分析方法的一种优选方案，其中：所述定量分析有源谐波补偿模型与谐波的关系包括调节补偿模式和谐波频段，将有源谐波补偿控制为受控电流源，产生与ic幅值相同，相位相反的补偿电流ic，所述控制包括采用单级倍频载波相移脉宽调制技术，由nsm个h桥单元级联的变流器中，利用相位相差180°的调制波信号v，取2nsm列同频同幅值但相位相差2/nsm的载波周期三角载波信号vr，将前桥与正向调制波进行比较，后桥与反向调制波进行比较，产生2nsm列不同的矩形脉冲序列，驱动各h桥单元的igbt器件导通。
29、作为本专利技术所述一种海上风电场谐振分析方法的一种优选方案，其中：所述计算海上风电等值参数包括对谐波电流允许值进行修正，对谐波电流允许值的协议容量和供电设备容量比进行分配，具体步骤如下：
30、谐波电流修正公式为：
31、
32、其中，sk1为公共连接点的短路容量，sk2为基准短路容量，ihp为第h次谐波电流允许值，ih为短路容量为sk1时的第h次谐波电流允许值；
33、容量值分配公式为：
34、
35、其中，in为第n次谐波电流允许值，si为第i个用户的用电协议容量，si为公共连接点的供电设备容量，a为相位迭加系数。
36、作为本专利技术所述一种海上风电场谐振分析方法的一种优选方案，其中：所述搭建谐波谐振仿真分析模型包括通过阻抗扫描建立电网等效阻抗散点分布，绘制等效阻抗散点分布，所述有源谐波补偿模型方案包括将电网等效抗阻的边界点分为a、b、c、d、e以及f点，a点的等效抗阻值为2.6542+10.4456j，b点的等效电阻值为2.2756+10.0484j，c点的等效电阻值为1.0739+7.1939j，d点的等效电阻值为0.6665+5.2089j，e点的等效电阻值为0.8747+5.0422j，f点的等效电阻值为3.0055+9.57134j，所述验收包括电压穿越能力、谐波补偿能力和soc平台的多任务调度能力，所述电压穿越能力包括低穿能力、高穿能力和连续穿越能力。
37、第二方面，本专利技术实施例提供了一种海上风电场谐振系统，其包括：构建模块，其构建海上风电场电力传输谐振等值数学特征，根据设备的等值数学特征构建数学模型，分析海上风电场谐振机理，验证海上风电场的谐波放大因素；分析模块，其利用谐振点移动法分析海上风电谐振特定频率，根据无源滤波治理法分析无源谐波抑制效果，采用有源滤波补偿法定性分析有源谐波补偿模型，定量分析有源谐波补偿模型与谐波的关系；计算验证模本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：所述分析海上风电场谐振机理包括对谐波的恒流源进行计算，所述恒流源是阻抗发生变化时电流的值，具体计算过程为：
3.如权利要求2所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：所述分析海上风电谐振特定频率包括采用交流滤波就近原则吸收谐波电流，所述交流滤波包括谐波电流控制和电流补偿，所述谐波电流控制包括直接电流控制和间接电流控制，所述电流补偿是对谐波电流进行采样，利用谐波提取算法提取谐波电流分量，选取最终总容量，具体步骤为：
4.如权利要求3所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：所述根据无源滤波治理法分析无源谐波抑制效果包括采用电感串联电容方式对谐波进行滤除，所述无源谐波包括电抗器和电阻器，所述有源谐波补偿模型包括谐波主电路向电网发出补偿电流，主电路工作逆变，具体公式为：
5.如权利要求4所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：所述定量分析有源谐波补偿模型与谐波的关系包括调节补偿模式和谐波频段，将有源谐波补偿控制为
6.如权利要求5所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：所述计算海上风电等值参数包括对谐波电流允许值进行修正，对谐波电流允许值的协议容量和供电设备容量比进行分配，具体步骤如下：
7.如权利要求6所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：所述搭建谐波谐振仿真分析模型包括通过阻抗扫描建立电网等效阻抗散点分布，绘制等效阻抗散点分布，所述有源谐波补偿模型方案包括将电网等效抗阻的边界点分为A、B、C、D、E以及F点，A点的等效抗阻值为2.6542+10.4456j，B点的等效电阻值为2.2756+10.0484j，C点的等效电阻值为1.0739+7.1939j，D点的等效电阻值为0.6665+5.2089j，E点的等效电阻值为0.8747+5.0422j，F点的等效电阻值为3.0055+9.57134j，所述验收包括电压穿越能力、谐波补偿能力和SOC平台的多任务调度能力，所述电压穿越能力包括低穿能力、高穿能力和连续穿越能力。
8.一种海上风电场谐振系统，基于权利要求1～7任一所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：包括，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述的一种海上风电场谐振分析方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述的一种海上风电场谐振分析方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：所述分析海上风电场谐振机理包括对谐波的恒流源进行计算，所述恒流源是阻抗发生变化时电流的值，具体计算过程为：
3.如权利要求2所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：所述分析海上风电谐振特定频率包括采用交流滤波就近原则吸收谐波电流，所述交流滤波包括谐波电流控制和电流补偿，所述谐波电流控制包括直接电流控制和间接电流控制，所述电流补偿是对谐波电流进行采样，利用谐波提取算法提取谐波电流分量，选取最终总容量，具体步骤为：
4.如权利要求3所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：所述根据无源滤波治理法分析无源谐波抑制效果包括采用电感串联电容方式对谐波进行滤除，所述无源谐波包括电抗器和电阻器，所述有源谐波补偿模型包括谐波主电路向电网发出补偿电流，主电路工作逆变，具体公式为：
5.如权利要求4所述的一种海上风电场谐振分析方法，其特征在于：所述定量分析有源谐波补偿模型与谐波的关系包括调节补偿模式和谐波频段，将有源谐波补偿控制为受控电流源，产生与ic幅值相同，相位相反的补偿电流ic；所述控制包括采用单级倍频载波相移脉宽调制技术，由nsm个h桥单元级联的变流器中，利用相位相差的调制波信号v，取2nsm列同频同幅值但相位相差2/nsm的载波周期三角载波信号vr，将前桥与正向调制波进行比较，后桥与反向调制波进行比较，产生2nsm列不同的矩形脉冲序列，驱动各h桥单元的igbt器...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅望安，苏人奇，汤浩然，刘铭烁，陈高楼，张康，刘雨鑫，
申请(专利权)人：华能浙江能源开发有限公司清洁能源分公司，
类型：发明
国别省市：
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