海上风电场交流并网谐波谐振放大机理分析与治理

徐政; 金砚秋; 李斯迅; 张哲任

doi:10.7500/AEPS20210412003

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海上风电场交流并网谐波谐振放大机理分析与治理

大规模海上风电系统关键技术研究与应用 | 更新时间：2025-06-16

- 海上风电场交流并网谐波谐振放大机理分析与治理
- Mechanism Analysis and Mitigation of Harmonic Resonance Amplification Caused by AC Integration of Offshore Wind Farm
- 电力系统自动化 2021年45卷第21期页码：85-91
- 作者机构：
  
  浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
- 作者简介：
  
  徐政（1962—），男，通信作者，博士，教授，博士生导师，IEEE Fellow，主要研究方向：大规模交直流电力系统分析、直流输电与柔性交流输电、新能源并网、电力谐波与电能质量。E-mail：xuzheng007@zju.edu.cn
  金砚秋(1998—)，女，硕士研究生，主要研究方向：大规模交直流电力系统分析、电力谐波与电能质量。E-mail：22010063@zju.edu.cn
  李斯迅(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：大规模交直流电力系统分析、电力谐波与电能质量。E-mail：lsixun@zju.edu.cn
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20210412003
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-04-12，
  
  修回日期：2021-07-29，
  
  网络出版日期：2021-09-22，
  
  纸质出版日期：2021-11-10
- 稿件说明：
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徐政,金砚秋,李斯迅等.海上风电场交流并网谐波谐振放大机理分析与治理[J].电力系统自动化,2021,45(21):85-91.

XU Zheng,JIN Yanqiu,LI Sixun,et al.Mechanism Analysis and Mitigation of Harmonic Resonance Amplification Caused by AC Integration of Offshore Wind Farm[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(21):85-91.
徐政,金砚秋,李斯迅等.海上风电场交流并网谐波谐振放大机理分析与治理[J].电力系统自动化,2021,45(21):85-91. DOI： 10.7500/AEPS20210412003.

XU Zheng,JIN Yanqiu,LI Sixun,et al.Mechanism Analysis and Mitigation of Harmonic Resonance Amplification Caused by AC Integration of Offshore Wind Farm[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(21):85-91. DOI： 10.7500/AEPS20210412003.

摘要

由于相同电压等级下电力电缆的电容效应比架空线路大出20倍以上，使得一般在陆上风电场并网中并不严重的谐波谐振放大问题，在海上风电场并网中可能会变得十分严重，为此研究了海上风电场并网引起的谐波谐振放大问题及其治理原理。首先，对海上风电场并网时的谐波谐振放大机理进行了分析，从原理上给出了治理的技术途径；然后，以某海上风电并网实际工程为研究案例，分别建立了海上风电电网和陆上电网的谐波模型，包括电缆、变压器和风电机组的谐波模型以及超高压大电网的等效谐波模型和低压配电网的等效谐波模型，并根据所建立的谐波模型分析了发生谐波谐振放大的原因，提出了解决谐波谐振放大问题的治理方案并进行了验算；最后，对海上风电场并网引起的谐波谐振放大问题的机理和治理原理进行了总结。

Abstract

Because the capacitive effect of power cables at the same voltage level is over 20 times larger than that of overhead lines

the harmonic resonance amplification problem which is not serious in the onshore wind farm integration may become very serious in the offshore wind farm integration. To this end

this paper studies the harmonic resonance amplification problem caused by the offshore wind farm integration and its mitigation principle. Firstly

the harmonic resonance amplification mechanism caused by offshore wind farm integration is analyzed

and the technical path of mitigation is given in principle. Then

taking a real offshore wind power integration project as a study case

the harmonic models of the offshore wind power grid and the onshore power grid are established

respectively

including the harmonic models of cables

transformers and wind turbines

the equivalent harmonic models of the extra-high voltage (EHV) large-scale grid and the low-voltage distribution network. According to the established harmonic models

the causes of harmonic resonance amplification are analyzed

and a mitigation scheme for solving the problem of harmonic resonance amplification is proposed and verified. Finally

the mechanism and mitigation principle of harmonic resonance amplification caused by offshore wind farm integration are summarized.

关键词

Keywords

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