1.3.2 690V電壓分析

　　

　　風機逐臺并網，觀察690V波形，如圖2所示，說明690V波形的畸變，是造成400V畸變的原因。

　　

 

 

　　圖2：不同并網風機臺數下波形圖

　　

　　

　　

　　雙饋機組的電氣拓撲如圖3所示。雙饋機組定子直接并網，轉子通過變流器并網。有3個因素能引起690V電壓變化，分別為：雙饋電機自身、網側變流器、機側變流器通過電機作用到690V電網。

　　

　　

 

　　圖3：雙饋機組電氣拓撲圖

　　

　　2.1 雙饋電機自身原因分析

　　

　　如前所述，畸變頻率為3180Hz，雙饋電機為電磁部件，定子頻率為50Hz，雙饋電機自身不發出如此高的頻率；同時電機的機械振動也無法產生如此高的頻率，因此與雙饋電機自身無關。

　　

　　2.2 網側變流器原因分析

　　

　　風電機組采用雙饋變流器，電路連接如圖4所示。

　　

　　

　　圖4：雙饋變流器電路連接

　　

　　網側變流器通過LCL濾波器連接到電網。LCL濾波器對高頻有濾波作用，3180Hz的頻率很難通過這個濾波器傳導到電網，通過波形實測，網側變流器傳導到電網的最高頻率為1220Hz,而且分量幅值很低，如圖5所示。

　　

　　

　　圖5：網側變流器輸出波形

　　

　　由于網側變流器的高頻分量為1220Hz，與畸變的3180Hz不符，因此網側變流器不是造成400V畸變的原因。

　　

　　2.3 機側變流器通過電機作用到690V電網分析

　　

　　雙饋電機數學描述如圖6所示，機側變流器高頻分量可以通過轉子漏感、定子漏感傳導到定子側，在耦合到690V電網。

　　

　　通過波形實測，確認機側變流器的高頻分量與400V畸變相符，400V畸變由機側變流器的高頻分量通過雙饋電機耦合到電網690V側，再由690V通過輔助供電變壓器耦合到400V形成。400V畸變與機側變流器的高頻分量相符。

　　

　　改變機側變流器IGBT開關頻率，400V畸變特征頻率也隨之變化；而改變網側變流器IGBT開關頻率，400V畸變特征頻率不變化，證明400V是由于機側變流器的高頻分量引起。

　　

　　

圖6：雙饋電機數學描述（等值模型）

　　

　　變流器內部電路結構如圖7所示，濾波器為LCL結構。對于來自發電機的高頻分量，需要通過“電感”（約為120uH）才能達到電容C，并被吸收，對于之前的3180Hz畸變，阻抗約為2.4Ω，但耦合到電網約為毫歐級阻抗，阻抗相差百倍以上；LCL對于來自發電機的高頻衰減能力非常有限。