[发明专利]一种基于模态计算的海上风电场谐振抑制方法

摘要

一种基于模态计算的海上风电场谐振抑制方法，该方法包括：1)根据海上风电场系统即各元件和电缆的连接关系，建立系统谐波模型；2)根据所述的系统谐波模型建立系统的网络导纳矩阵，利用模态方法求解系统的模态阻抗频谱，计算各节点的参与因子，确定谐振的真实发生位置；3)根据参与因子设计谐振的抑制措施。本发明根据参与因子决定滤波器的安装位置，相比于传统的只在汇流点处安装的方法，可以更好地抑制风场内部传输的谐波。

主权项

1.一种基于模态计算的海上风电场谐振抑制方法，其特征在于该方法包括下列步骤：1)根据海上风电场系统各元件和电缆的连接关系，建立系统谐波模型：2)根据所述的系统谐波模型建立系统的网络导纳矩阵，利用模态方法求解系统的模态阻抗频谱，计算各节点的参与因子，确定谐振的真实发生位置；首先，对系统中所有n个节点进行标号，然后利用节点自导纳与节点之间的互导纳建立系统网络导纳矩阵Y，其中，元素Y_ii为节点i的自导纳，其中，i＝1,2,…n，Y_ij为节点i，j之间的互导纳的相反数，其中i,j＝1,2,…n；i≠j；该n个节点的系统的电压与电流关系如(10)式表示：V＝Y^‑1I  (10)Y分解为以下形式：Y＝LΛT  (11)代入(10)可得：TV＝Λ^‑1TI  (12)定义U＝TV为模态电压向量，J＝TI为模态电流向量；在任意频率下求取Λ^‑1中的最大元素，定义为该频率下的模态阻抗；此时第k节点的电压为：其中，k为节点号，i为模式号，l_kit_im为参与因子；遍历所选频率区间后，得到该频率区间内的系统模态阻抗频谱，系统模态阻抗频谱的幅值极值处即为系统模态谐振点，求取模态谐振点处各节点的参与因子，具备最大参与因子的节点即为谐振的真实发生位置；3)针对谐振频次，基于参与因子最大的关键节点群，根据系统结构，选取加装滤波器节点，设计滤波器并在该节点位置安装；4)进行模态谐振分析，求解加装滤波器后的系统谐振阻抗与频率，若未达到谐振抑制要求则继续优化滤波器参数，直至符合要求。