基于变压器谐波模型的风电场谐波电流计算︱本刊学术

华东勘测设计研究院有限公司的研究人员郑珊珊、任洪涛，在2015年第6期《电气技术》杂志上撰文，由于风电场采用大量逆变设备，将会向电力系统注入过高的谐波电流。

目前风电场设计中通常将风机厂家提供的风机输出谐波电流直接通过电压变比换算至高压侧，所得到风电场注入电力系统的谐波电流偏大。

本文通过引入变压器谐波模型，在谐波计算中考虑了对谐波电流影响较大的变压器，计算结果更接近实测值，对风电场设计提供参考。

风能作为一种清洁、环保的能源，与常规能源发电相比，资源约束和环境约束微小，近年来风电技术取得显著进步，产业规模不断扩大，至2011年底并网运营容量达到4700万kW[1]。然而由于新型变速风力发电机组采用了大容量的电力电子设备，在向电网输送有功功率的同时还会注入一定量的谐波电流，从而降低电力系统的电能质量，因此评估和分析风力发电机组向公用连接点注入的谐波电流幅值很有必要[2]。

变压器是风电场谐波电流回路中重要的元件，其谐波下的数学模型的准确程度直接影响到电力系统谐波分析与计算的准确性。在对风电场进行谐波电流计算时，往往只给出各变压器基波下的电抗和电阻，如何利用基波下的阻抗值合理的表示谐波下变压器模型，对谐波进行精确的计算，是风电场谐波建模的关键[3]

以往实际工程计算中，在谐波电流通过变压器时，通常依据功率守恒原理直接将谐波电流根据变压器变比进行缩放，这种方法实际上忽略了变压器的谐波阻抗的影响，放大了谐波电流，给工程设计决策带来影响，本文通过引入变压器谐波模型，计算得到了更为合理谐波电流的大小，为风电场谐波电流计算及设备选择提供参考。

结论

风电场由于采用大量的变流器，会产生谐波电流，准确的确定谐波电流含量对于风电场设计至关重要。采用将每台风机所产生的谐波电流直接迭加后归算到高压侧，忽略风电场中其它电力设备和线路对谐波电流的影响，其计算结果偏大，会对电力设计的决策产生影响。本文提出的引入变压器谐波模型的计算方法更为接近实际测量结果，对电力设计有指导意义。

然而，本文所提出的计算方法也未考虑输电线路的影响，对于输电距离较长的风电场，仍然需要进一步研究更为准确的计算方法。