基于模态分析的半波长交流输电系统与风电场并网谐振研究

为了探讨大规模新能源与半波长交流输电系统(HWACTS)中并网系统(GCS)的谐振特性,以风电场的典型拓扑结构为基础,结合较精确的半波长输电线路和变压器谐波模型,建立了大规模风电场与半波长交流输电线路并网的拓扑模型及其等效分析电路。运用模态分析方法对并网系统的谐振特性进行研究,分析并网系统各节点的谐振参与因子及其元件的归一化灵敏度值,确定并网系统的谐振中心。最后,考察不同线路长度和逆变器参数变化及运行工况对并网系统谐振特性的影响,总结出不同参数对应的谐振频率范围,并给出不同运行工况相对于理想工况的谐振点频率偏差。仿真结果表明:35 kV母线是并网系统的谐振中心,半波长输电线路长度变化对并网系统的谐振影响主要集中在低频(间)谐波。此外,低压等级线路的长度变化、逆变器的网侧电感、滤波电容和外环比例系数以及特高压交流电网的短路容量对并网系统的谐振也有较大的影响。