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海上风电交流并网系统谐波电流放大仿真评估与预测

来源：电工电气发布时间：2025-07-24 15:24 浏览次数：10

海上风电交流并网系统谐波电流放大仿真评估与预测

王晨轩¹，王嘉毅²，曹狄³，汪卫东¹，占刚强¹

(1 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院，浙江杭州 310016；

2 浙江省送变电工程有限公司，浙江杭州 310016；

3 国网浙江省电力有限公司超高压分公司，浙江杭州 311121)

摘要：鱼山岛周边海域作为浙江海上风电基地的重要组成部分，大容量海上风电场通过长距离海缆并网，存在谐波电流放大风险。对接入鱼山岛的 DS 与 SS 海上风电场及其升压站、输电电缆等作了详细建模，分析了海上风电并网电流谐波放大现象的原因，并通过仿真验证了这一现象。同时基于鱼山岛海上风电发展规划，通过仿真对未来规划下鱼山岛海风并网系统谐波电流放大水平作了预测，建议海上风电厂家、业主与电网公司，在规划设计阶段均应考虑新接入风电场对谐波电流放大效应的影响，合理设计电能质量治理装置容量，以应对这一问题。

关键词： 谐波电流放大；海上风电交流并网系统；电缆电容；电能质量

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2025)07-0037-06

Simulation Evaluation and Prediction of Harmonic Current Amplification in

Offshore Wind Power AC Grid Connected System

WANG Chen-xuan¹, WANG Jia-yi², CAO Di³, WANG Wei-dong¹, ZHAN Gang-qiang¹

（1 Economic Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd, Hangzhou 310016, China;

2 Zhejiang Electric Transmission and Transformation Engineering Corporation, Hangzhou 310016, China;

3 EHV Branch Company of State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd, Hangzhou 311121, China）

Abstract: The surrounding waters of Yushan Island, as a critical component of Zhejiang’s offshore wind power base, involve large-capacity offshore wind farms connected to the grid via long-distance submarine cables, which carry risks of harmonic current amplification.Detailed modeling was conducted for the DS and SS offshore wind farms connected to Yushan Island, along with their step-up stations and transmission cables. The causes of harmonic current amplification in offshore wind power grid connected were analyzed and verified through simulations. Based on the development plan for Yushan Island’s offshore wind power, simulations were also performed to predict harmonic current amplification levels under future offshore wind power grid connected system. It is recommended that offshore wind turbine manufacturers,project owners, and grid operators should consider the harmonic current amplification effects of newly connected wind farms during the planning and design phases, and appropriately size power quality control devices to address this issue.

Key words: harmonic current amplification; offshore wind AC grid connected system; cable capacitance; power quality

参考文献

[1] 陶建根，陈怡，黄博远. 海上风电发展现状与趋势分析[J]. 能源工程，2023，43(4) ：1-9.

[2] 刘承锡，韩江北，尚磊，等. 能量视角下的新能源外送系统宽频振荡机理建模与量化分析综述[J]. 电网技术，2023，47(10) ：3980-3993.

[3] 苏寅生，周挺辉，赵利刚，等. 电力电子设备谐波对主网的影响分析与对策探索[J] . 南方电网技术，2024，18(2) ：47-56.

[4] YANG Z R, WEN Y P, YE S H, et al.Data analysis of abnormal harmonic of offshore wind farm[C]//2023 IEEE 2nd International Conference on Electrical Engineering , Big Data and Algorithms (EEBDA)，2023 ：307-312.

[5] 陈思源，景巍巍，史明明，等. 新能源接入背景下的谐波源建模方法综述[J] . 电力系统保护与控制，2022，50(7) ：162-175.

[6] 张逸，孟祥亮，刘必杰. 谐波源建模现状及新型电力系统下的发展趋势[J] . 电力系统及其自动化学报，2022，34(8) ：139-149.

[7] 顾文，郑超航，杨宏宇，等. 海上风电场经交流海缆并网谐波谐振放大分析[J] . 现代电力，2024，41(2) ：380-391.

[8] 马智泉，李培，徐群伟，等. 海上风电场谐波异常的调查与试验分析[J]. 电网技术，2022，46(8) ：2928-2937.

[9] 马智泉，查蕾，胡谆，等. 浙江省谐波污染源调查统计及分析[J]. 浙江电力，2020，39(11) ：88-96.

[10] ZHA L, HE P, HU Z, et al.Research on harmonic resonance and suppression measures of offshore wind farm[C]//2022 5th International Conference on Power and Energy Applications (ICPEA)，2022 ：150-156.

[11] 李俊杰，万航羽，付俊波，等. 大规模新能源汇集站的动态无功补偿配置[J] . 云南电力技术，2023，51(4) ：16-20.

[12] XIE N, LUO A, MA F, et al.Resonance suppression for large-scale grid-connected photovoltaic plant[C]//2014 International Power Electronics and Application Conference and Exposition，2014 ：1253-1258.

[13] WANG C , WANG Z , WU Q , et al . An Improved Impedance/Admittance Analysis Method Considering Collector Subsystem Transformation in Converter-Integrated Power Systems[J].IEEE Transactions on Power Systems，2021，36(6) ：5963-5966.

[14] QIN Y, WANG H, LI Y, et al.Research on wideband harmonic resonance of collector system in offshore wind farm[C]//2021 IEEE 12th Energy Conversion Congress & Exposition-Asia (ECCEAsia)，2021 ：1469-1474.

[15] 徐政. 新型电力系统背景下电网强度的合理定义及其计算方法[J]. 高电压技术，2022，48(10) ：3805-3819.

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