雙饋異步風電機組諧波產生原因分析

段志強，黃國杰，何慶峰，鐘紹輝

（永濟新時速電機電器有限責任公司，山西 044502）

0 引言

風力發電以其清潔、無污染、建設周期短、運營成本低等優點，成為發展新能源和可再生能源的重點領域。近年來，風力發電在全球得到了迅速發展，無論在規模上還是在水平上都有了很大提高。發電機的類型也從定槳距失速型發展到了變槳距變速恒頻運行的雙饋感應發電機和直驅型永磁同步風電機組。DFIG憑借其可以方便地實現變速恒頻，靈活地進行有功和無功的獨立調節，較小的轉子勵磁容量等優點得到廣泛應用。在目前新安裝的風電機組中占到了很大的比重。DFIG實際上是一種交流勵磁發電機，它的勵磁電流是由背靠背的變流器供給的。因此，DFIG和變流器形成了一個發電系統，系統在運行過程中，由于勵磁磁勢產生于氣隙圓周的磁勢波不是單純的基波磁勢，從而導致在定子側產生諧波，諧波對發電機的輸出電能質量有著直接的影響，從而影響到整個電網的質量。如果不對諧波加以抑制或限制，很難提升風電在整個電力系統的占有比率。

1 DFIG運行過程中的內在諧波分析

1.1 繞組中輸入正弦交流電時DFIG的空間諧波

電機學中討論的繞組電勢是在氣隙磁場為正弦分布的情況下進行分析的，此時的繞組電勢的波形是嚴格的正弦波[1]。然而,實際的電機中，即使繞組中的電流隨時間按正弦規律變化，由于定、轉子開槽和繞組非集中布置，使得氣隙磁勢含有不同程度的諧波，氣隙磁場由磁勢建立，這樣就使得氣隙磁場并非完全按照正弦規律分布。……