基于级联Ｈ桥变流器的风电网宽频带谐波阻抗测量装置-北极星风力发电网

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摘要：在风力发电中，风电场电力汇集系统与大电网耦合会引发高频谐振问题并影响电网电能质量，深入研究电网阻抗频率特性具有重要意义。基于主动干预法，向公共连接点注入一定扰动电流，提出了一种风电网宽频带谐波阻抗测量装置解决方案。此方案采用三相级联Ｈ桥变流器作为谐波发生单元，控制部分采用分层控制策略。在100~5000 Hz时，向风电场35 kV公共母线注入不同频率的谐波电流，通过测量注入点处的电压、电流数据，进而获得风电场35 kV端口输入阻抗。提出的测量装置无需整流环节，能够发出幅值和频率均可控的正负序谐波电流，可以获得准确的正/负序谐波阻抗，具有体积小、结构简单、控制可靠的优点。最后详细的Matlab仿真全面验证了系统拓扑及控制策略的有效性。

结论：本文提出了一种风电网宽频带谐波阻抗测量装置，分析了公共连接点端口的阻抗频率特性曲线测量原理。根据装置实际应用场景确定变压器选型以及阻抗数据处理方法。依据装置功能设计谐波源以及对应的控制策略，通过顶层功率控制、中间层分压控制、底层谐波控制实现能够向待测系统发出频率、幅值可控的谐波和间谐波。最后，基于Matlab软件仿真实际电路的方法获得待测系统的正序阻抗，负序阻抗特性，验证了系统阻抗测量的准确性。