【正文】 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量越來(lái)越大，目前己經(jīng)發(fā)展到兆瓦級(jí)水平，機(jī)組并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊已經(jīng)不能忽視。在大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常需要把風(fēng)力發(fā)電機(jī)組接入電力系統(tǒng)并列運(yùn)行。如果采用無(wú)傳感器控就可以使發(fā)電機(jī)和逆變器之間連線消除，降低了系統(tǒng)成本，增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性。除了上面提到的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)勵(lì)磁控制技術(shù)研究以外，變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還有許多研究熱點(diǎn)包括:(I)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的軟并網(wǎng)軟解列研究軟并網(wǎng)和軟解列是目前風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)重要部分。(2)采用全控電力電子器件的交直交變流器可以有效克服交交變流器的缺點(diǎn)，而且易于控制策略的實(shí)現(xiàn)和功率雙向流動(dòng)，非常適用于變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的勵(lì)磁控制。八十年代以后，功率半導(dǎo)體器件發(fā)展的主要方向是高頻化、大功率、低損耗和良好的可控性，并在交流調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，使其控制性能可以和直流電機(jī)媲美。發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)分為發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)目前在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)中不再進(jìn)入自動(dòng)控制程序。稍后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升，重新切人電網(wǎng)。由于存在過(guò)速保護(hù)和計(jì)算機(jī)超速檢測(cè)，因此，應(yīng)迅速投入小發(fā)電機(jī)接觸器，執(zhí)行軟并網(wǎng)，由電網(wǎng)負(fù)荷將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速拖到小發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速附近。此時(shí)，發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)，風(fēng)力將帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速上升，在到達(dá)同步轉(zhuǎn)速1500r/min附近時(shí)，再次執(zhí)行大小發(fā)電機(jī)的軟并網(wǎng)程序。小發(fā)電機(jī)為6極繞組，同步轉(zhuǎn)速為43人次瀏覽）無(wú)圖1000r/min，大發(fā)電機(jī)為4極繞組，同步轉(zhuǎn)速1500r/min小發(fā)電機(jī)向大發(fā)電機(jī)切換的控制，一般以平均功率或瞬時(shí)功率參數(shù)為預(yù)置切換點(diǎn)。晶閘管完全導(dǎo)通1s后，旁路接觸器吸合，發(fā)出吸合命令1s內(nèi)應(yīng)收到旁路反饋信號(hào)，否則旁路投入失敗，正常停機(jī)。導(dǎo)通角依次變化，可保證起動(dòng)電流在額定電流以下。、60176。晶閘管按照0176。4)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)后，晶閘管導(dǎo)通角繼續(xù)完全導(dǎo)通，但這時(shí)絕大部分的電流是通過(guò)旁路接觸器輸送給電網(wǎng)的，因?yàn)樗染чl管電路的電阻小得多。為了避免產(chǎn)生火花，旁路接觸器的開與關(guān)，都是在晶閘管關(guān)斷前進(jìn)行的。一般總是小發(fā)電機(jī)先并網(wǎng)；當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)升高到7～8m/s，發(fā)電機(jī)將被切換到大發(fā)電機(jī)運(yùn)行。如果平均風(fēng)速處于8～20m/s，則直接從大發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。(一)大小發(fā)電機(jī)的軟并網(wǎng)程序1)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速已達(dá)到預(yù)置的切人點(diǎn)，該點(diǎn)的設(shè)定應(yīng)低于發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速。并網(wǎng)過(guò)程中，電流一般被限制在大發(fā)電機(jī)額定電流以下，可以斷定晶閘管故障，需要安全停機(jī)。、15176。、75176。晶閘管導(dǎo)通角由0176。在此期間，晶閘管仍然完全導(dǎo)通，收到旁路反饋信號(hào)后，停止觸發(fā)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入正常運(yùn)行。例如NEGMicon 750kW機(jī)組以10min平均功率達(dá)到某一預(yù)置值P1或4min平均功率達(dá)到預(yù)置值P2為切換依據(jù)。(三)大發(fā)電機(jī)向小發(fā)電機(jī)的切換當(dāng)發(fā)電機(jī)功率持續(xù)10min內(nèi)低于預(yù)置值P3時(shí),或10min內(nèi)平均功率低于預(yù)置值P4時(shí)，將執(zhí)行大發(fā)電機(jī)向小發(fā)電機(jī)的切換。只要轉(zhuǎn)速不超過(guò)超速保護(hù)的設(shè)定值，就允許執(zhí)行小發(fā)電機(jī)軟并網(wǎng)。國(guó)產(chǎn)FD23—200/40kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組便是采用這種方式進(jìn)行切換的。因?yàn)闅鈩?dòng)性能良好的槳葉在風(fēng)速v4m／s的條件下即可使機(jī)組順利地自起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)起動(dòng)瞬間，存在較大的沖擊電流(甚至超過(guò)額定電流的10倍)，將持續(xù)一段時(shí)間(由靜止至同步轉(zhuǎn)速之前)，因而發(fā)電機(jī)起動(dòng)時(shí)需采用軟起動(dòng)技術(shù)，根據(jù)電流反饋值，控制起動(dòng)電流，以減小對(duì)電網(wǎng)沖擊和機(jī)組的機(jī)械振動(dòng)。九十年代微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，加速了雙饋電機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用步伐。為了改善發(fā)電系統(tǒng)的性能，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁控制策略進(jìn)行了較深入的研究，主要為基于各種定向方式的矢量控制策略和直接轉(zhuǎn)矩控制策略。一般的，當(dāng)電網(wǎng)容量比發(fā)電機(jī)的容量大得多的時(shí)候，可以不考慮發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的沖擊電流，鑒于目前并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組已經(jīng)發(fā)展到兆瓦級(jí)水平，所以必須要限制發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)和解列時(shí)候的沖擊電流，做到對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊或者沖擊最小。(3)電網(wǎng)故障狀態(tài)下風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不間斷運(yùn)行等方面并網(wǎng)型雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的定子繞組連接電網(wǎng)上，在運(yùn)行過(guò)程中，各種原因引起的電網(wǎng)電壓波動(dòng)、跌落甚至短路故障會(huì)影響發(fā)電機(jī)的不間斷運(yùn)行。發(fā)電機(jī)并網(wǎng)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行的“起點(diǎn)”，也是整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能夠良好運(yùn)行的前提。比較嚴(yán)重的后果不但會(huì)引起電網(wǎng)電壓的大幅下降，而且還會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)組各部件造成損害。準(zhǔn)同期方式是將已經(jīng)勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)在達(dá)到同期條件后并入電網(wǎng)。異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)異步發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行時(shí)，由于靠轉(zhuǎn)差率來(lái)調(diào)整負(fù)荷，其輸出的功率與轉(zhuǎn)速近乎成線性關(guān)系，因此對(duì)機(jī)組的調(diào)速要求不像同步發(fā)電機(jī)那么嚴(yán)格精確，不需要同步設(shè)備和整步操作，只要轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)就可并網(wǎng)。過(guò)大的沖擊電流，有可能使發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)連接的主回路中自動(dòng)開關(guān)斷開。(1)直接并網(wǎng)方式這種并網(wǎng)方法要求并網(wǎng)時(shí)發(fā)電機(jī)的相序與電網(wǎng)的相序相同，當(dāng)風(fēng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速(90%一100%)時(shí)即可完成自動(dòng)并網(wǎng)，見圖(26)所示，自動(dòng)并網(wǎng)的信號(hào)由測(cè)速裝置給出，然后通過(guò)自動(dòng)空氣開關(guān)合閘完成并網(wǎng)過(guò)程。當(dāng)發(fā)電機(jī)的電壓、頻率、相位與系統(tǒng)一致時(shí)，將發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)運(yùn)行，見圖(27)所示。因?yàn)殡娮?、電抗器等元件要消耗功率，在發(fā)電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行后必須將其迅速切除。接入雙向晶閘管的目的是將發(fā)電機(jī)并網(wǎng)瞬間的沖擊電流控制在允許的限度內(nèi)。在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，應(yīng)立即在發(fā)電機(jī)端并入補(bǔ)償電容，將發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)(cos }p)。晶閘管軟并網(wǎng)技術(shù)雖然是目前一種較為先進(jìn)的并網(wǎng)方法，但它也對(duì)晶閘管器件以及與之相關(guān)的晶閘管觸發(fā)電路提出了嚴(yán)格的要求，即晶閘管器件的特性要一致、穩(wěn)定以及觸發(fā)電路可靠，只有發(fā)電機(jī)主回路中的每相的雙向晶閘管特性一致，并且控制極觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流一致，全開通后壓降相同，才能保證可控硅導(dǎo)通角在0度到180度范圍內(nèi)同步逐漸增大，才能保證發(fā)電機(jī)三相電流平衡，否則會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)不利。(1)空載并網(wǎng)技術(shù)所謂空載并網(wǎng)就是并網(wǎng)前雙饋發(fā)電機(jī)空載，定子電流為零，提取電網(wǎng)的電壓信息(幅值、頻率、相位)作為依據(jù)提供給雙饋發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，通過(guò)引入定子磁鏈定向技術(shù)對(duì)發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使建立的雙饋發(fā)電機(jī)定子空載電壓與電網(wǎng)電壓的頻率、相位和幅值一致。獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)方式的特點(diǎn)是并網(wǎng)前雙饋電機(jī)已經(jīng)帶有獨(dú)立負(fù)載，定子有電流，因此并網(wǎng)控制所需要的信息不僅取自于電網(wǎng)側(cè)，同時(shí)還取自于雙饋電機(jī)定子側(cè)。預(yù)充電回路由開關(guān)K預(yù)充電變壓器和直流充電器構(gòu)成。第二階段為孤島運(yùn)行階段。在孤島運(yùn)行階段，定子側(cè)電壓的幅值、頻率和相位都與電網(wǎng)側(cè)相同。如圖(213)所示，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)起動(dòng)在轉(zhuǎn)子繞組與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器之間安裝一個(gè)單刀雙擲開關(guān)K3，在進(jìn)行并網(wǎng)操作時(shí)，首先操作K3將雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子經(jīng)電阻短路，然后閉合K1連接電網(wǎng)與定子繞組。在此條件下，操作K3斷開串聯(lián)電阻后將轉(zhuǎn)子繞組與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器相連接，同時(shí)觸發(fā)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器投入勵(lì)磁。獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)方式并網(wǎng)前接有負(fù)載，發(fā)電機(jī)參與原動(dòng)機(jī)的能量控制，表現(xiàn)在一方面改變發(fā)電機(jī)的負(fù)載，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的能量輸出，另一方面在負(fù)載一定的情況下，改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)，改變能量在電機(jī)內(nèi)部的分配關(guān)系。孤島并網(wǎng)方式是一種近年來(lái)才提出的比較新穎的一種并網(wǎng)方式，在并網(wǎng)前形成能量回路，轉(zhuǎn)子變換器的能量輸入由定子提供，降低了并網(wǎng)時(shí)的能量損耗。為此，要達(dá)到發(fā)電機(jī)順利、安全并網(wǎng)的目的還必須實(shí)現(xiàn)控制策略的無(wú)擾切換，使轉(zhuǎn)子輸出電壓平穩(wěn)的過(guò)渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)。解列控制的要求是在斷網(wǎng)瞬間定子電流為零。同類單位工程完工驗(yàn)收可按完工日期先后分別進(jìn)行，也可按部分或全部同類單位工程一道組織驗(yàn)收。，建設(shè)單位應(yīng)向項(xiàng)目法人單位報(bào)告驗(yàn)收結(jié)果，工程合格應(yīng)簽發(fā)單位工程完工驗(yàn)收鑒定(單位工程完工驗(yàn)收鑒定書內(nèi)容與格式參見附錄A)?！?、l風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝。接地應(yīng)牢固可靠。2)機(jī)組與中央監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備安裝連接應(yīng)符合設(shè)計(jì)要