Труды КНЦ (Технические науки вып. 2/2024(15))
Кроме того, в качестве источника гармонических искажений могут выступать непосредственно ветроэнергетические установки (ВЭУ). Главным образом это связано с применением в ветроэнергетике технологий, основанных на использовании устройств силовой электроники [8-12]. Ветропарк «Кольская ВЭС» включает 57 ВЭУ типа SG 3.4-132 компании Siemens-Gamesa [13], конструкция которых также предусматривает наличие силовых преобразователей. Установки данного типа оснащены асинхронным генератором с фазным ротором АГ, статор которого подключается к электрической сети через трансформатор Т, как показано на рис. 6. Преобразователь частоты ПЧ, посредством которого осуществляется соединение ротора с тем же трансформатором Т, предназначен для компенсации разницы между механической и электрической частотами за счет подачи на ротор тока с переменной частотой. Это обеспечивает получение стабильных напряжений и частоты на выходе генератора в широком диапазоне изменения частоты вращения ротора [14]. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 2. С. 73-82. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 2. P. 73-82. Jl 1 У 1 У ПЧ Рис. 6. Схема ВЭУ с генератором двойного питания: АГ — асинхронный генератор; Т — трансформатор; ПЧ — преобразователь частоты Fig. 6. Diagram o f wind turbine using a doubly-fed induction generator: АГ — asynchronous generator; Т — transformer; ПЧ — frequency converter Наиболее широко применяемые силовые преобразователи генерируют характерный спектр гармонических токов, который включает нечетные гармоники 5-го, 7-го, 11-го, 13-го и т. д. порядков. Преобразователь может выдавать в сеть четные гармоники, однако это возможно в том случае, когда его регулирование неправильно настроено, в результате чего возникает асимметрия срабатывания электронных ключей [15]. Важным фактором повышения уровня гармонического искажения в сети ветропарка является гармонический резонанс. Явление резонанса особенно характерно для ветропарков, оборудованных конденсаторными батареями. Тем не менее длинные подземные кабели, по которым электроэнергия от каждой ВЭУ передается в сеть, также могут приводить к резонансу, причем на более высоких частотах. Это обусловлено тем, что кабельные линии обладают значительной шунтирующей емкостью и в сочетании с их индуктивностью и индуктивностью трансформатора образуют резонансный контур для источника высших гармоник. Если резонансная частота соответствует характерной гармонической частоте данной системы, это приводит к усилению гармонических искажений напряжения и/или тока, генерируемого ветропарком [16; 17]. В случае постоянно присутствующего фактора, генерирующего гармоники, их воздействие может обуславливать различные негативные последствия в электрической сети, из которых особо следует выделить: - сопутствующий нагрев, выводящий из строя изоляцию двигателей, обмоток трансформаторов, снижающий сопротивление конденсаторов и т. д. При нагревании фазного провода или других токопроводящих элементов в диэлектриках возникают необратимые процессы, снижающие их изоляционные свойства; © Ярошевич В. В., Карпов А. С., Губская Е. И., 2024 79
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz