【正文】 風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，在雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中需要知道電機(jī)轉(zhuǎn)速以及位置信息，但是速度以及位置傳感器的采用提高了成本并且?guī)?lái)了一些不便。電網(wǎng)發(fā)生突然跌落時(shí)，發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生較高的瞬時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率，可能造成發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械損壞或熱損壞，所以三相電網(wǎng)電壓突然跌落時(shí)的系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行控制策略的研究是目前研究焦點(diǎn)問(wèn)題之一。其主要要求是限制發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)時(shí)的瞬變電流，避免對(duì)電網(wǎng)造成過(guò)大的沖擊，并網(wǎng)過(guò)程是否平穩(wěn)直接關(guān)系到含風(fēng)電電網(wǎng)的穩(wěn)定性和發(fā)電機(jī)的安全性。而且，長(zhǎng)時(shí)間的并網(wǎng)沖擊，甚至還會(huì)造成電力系統(tǒng)的解列以及威脅其它發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。自同期方式則是將沒(méi)有被勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)在達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)并入電網(wǎng)，隨即給發(fā)電機(jī)加上勵(lì)磁，接著轉(zhuǎn)子被拉入同步。但異步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)也存在一些問(wèn)題。而電網(wǎng)電壓的較大幅度下降；則可能會(huì)使低壓保護(hù)動(dòng)作，從而導(dǎo)致異步發(fā)電機(jī)根本不能并網(wǎng)。這種并網(wǎng)方式比同步發(fā)電機(jī)的準(zhǔn)同步并網(wǎng)簡(jiǎn)單，但并網(wǎng)瞬間存在三相短路現(xiàn)象，并網(wǎng)沖擊電流達(dá)到4～5倍額定電流，會(huì)引起電力系統(tǒng)電壓的瞬時(shí)下降。采用這種方式，若按傳統(tǒng)的步驟經(jīng)整步到同步并網(wǎng)，則仍須要高精度的調(diào)速器和整步、同期設(shè)備，不僅要增加機(jī)組的造價(jià)，而且從整步達(dá)到準(zhǔn)同步并網(wǎng)所花費(fèi)的時(shí)間很長(zhǎng)，這是我們所不希望的。顯然這種并網(wǎng)方法的經(jīng)濟(jì)性較差。圖(29)示出軟并網(wǎng)裝置的原理。由于風(fēng)速變化的隨機(jī)性，在達(dá)到額定功率前，發(fā)電機(jī)的輸出功率大小是隨機(jī)變化的，因此對(duì)補(bǔ)償電容的投入與切除也需要進(jìn)行控制，一般是在控制系統(tǒng)中設(shè)有幾組容量不同的補(bǔ)償電容，根據(jù)輸出無(wú)功功率的變化，控制補(bǔ)償電容的分段投入或切除。適合交流勵(lì)磁雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)技術(shù)目前，適合交流勵(lì)磁雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)方式主要是基于定子磁鏈定向矢量控制的準(zhǔn)同期并網(wǎng)控制技術(shù)，包括空載并網(wǎng)方式，獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)方式，以及孤島并網(wǎng)方式。當(dāng)滿足并網(wǎng)條件時(shí)進(jìn)行并網(wǎng)操作，并網(wǎng)成功后控制策略從并網(wǎng)控制切換到發(fā)電控制。負(fù)載并網(wǎng)方式發(fā)電機(jī)具有一定的能量調(diào)節(jié)作用，可與風(fēng)力機(jī)配合實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制，降低了對(duì)風(fēng)力機(jī)調(diào)速能力的要求，但控制較為復(fù)雜。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定轉(zhuǎn)速要求后，K1閉合，直流充電器通過(guò)預(yù)充電變壓器給交—直—交變流器的直流側(cè)充電。首先將Kl斷開(kāi)，然后啟動(dòng)網(wǎng)側(cè)變流器，使之開(kāi)始升壓運(yùn)行，將直流側(cè)升壓到所需值。此時(shí)閉合開(kāi)關(guān)K2，電機(jī)與電網(wǎng)之間可以實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊并網(wǎng)。在電網(wǎng)電壓作用下雙饋電機(jī)將以感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻方式逐漸起動(dòng)。最后在成功投入勵(lì)磁后，調(diào)節(jié)勵(lì)磁使雙饋發(fā)電機(jī)迅速進(jìn)入定子功率或轉(zhuǎn)速控制狀態(tài)，完成機(jī)組起動(dòng)過(guò)程。前一種作用實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)能量的粗調(diào)，后一種實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)能量的細(xì)調(diào)。其中空載并網(wǎng)方式由于具有控制策略簡(jiǎn)單，控制效果好，而在實(shí)際機(jī)組中廣泛采用，而負(fù)載并網(wǎng)方式、孤島并網(wǎng)方式以及“電動(dòng)式”并網(wǎng)方式由于存在控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，系統(tǒng)穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)目前仍然停留在理論探索階段。雙饋發(fā)電機(jī)的解列控制基于雙饋電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，在風(fēng)速達(dá)到最低啟動(dòng)風(fēng)速(切入風(fēng)速)后開(kāi)始進(jìn)行并網(wǎng)控制使空載定子電壓跟隨電網(wǎng)電壓，風(fēng)電機(jī)組平穩(wěn)的并入電網(wǎng)，運(yùn)行發(fā)電。由于在斷網(wǎng)前雙饋電機(jī)實(shí)施恒功率控制，所以在解列控制中一方面要通過(guò)變槳距系統(tǒng)將槳葉節(jié)距角刀調(diào)至90，即順槳狀態(tài)，以減少風(fēng)輪吸收的機(jī)械能降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，另一方面通過(guò)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)子電流的轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量逐漸減小到零，從而使得雙饋電機(jī)的定子電流逐漸變化到零，最后在零電流狀態(tài)下與電網(wǎng)脫開(kāi)，完成軟切出過(guò)程。所以風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工作就是進(jìn)行遠(yuǎn)程故障排除和運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及故障原因分析。還有溫度的限定值也可自動(dòng) 復(fù)位，如發(fā)電機(jī)溫度高，齒輪箱溫度高、低，環(huán)境溫度低等。通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可對(duì)運(yùn)行維護(hù)工作進(jìn)行考核 量化，也可對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)，風(fēng)資源的評(píng)估，設(shè)備選型提供有效的理論依據(jù)。例如，在對(duì)國(guó)產(chǎn)化風(fēng)機(jī)的功率曲線分析后，我們對(duì)后三臺(tái)風(fēng)機(jī)的安裝角進(jìn)行了調(diào)節(jié)，降低了高風(fēng)速區(qū)的 出力，提高了低風(fēng)速區(qū)的利用率，減少了過(guò)發(fā)故障和發(fā)電機(jī)溫度過(guò)高故障，提高了設(shè)備的可利用率。又如，在對(duì)Jacobs系列風(fēng)機(jī)控制電壓消失故障分析中，我們采用排除實(shí)驗(yàn)法，將安全鏈當(dāng)中有可能引起該故障的測(cè)量信號(hào)元件用信號(hào)繼電器和短接線進(jìn)行 電路改造，最終將故障原因定位在過(guò)速壓力開(kāi)關(guān)的整定上，將該故障的發(fā)生次數(shù)減少，提高了設(shè)備使用率，減少了閘墊的更換次數(shù)，降低了運(yùn)行成本。1．風(fēng)機(jī)的定期檢修維護(hù)定期的維護(hù)保養(yǎng)可以讓設(shè)備保持最佳期的狀態(tài)，并延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。我們一般對(duì)螺栓的緊固檢查都安排在無(wú)風(fēng)或風(fēng)小的夏季，以避開(kāi)風(fēng)機(jī)的高出力季節(jié)。這些部件由于運(yùn)行溫度較高，極易變質(zhì)，導(dǎo)致軸承磨損，定期維護(hù)時(shí)，必須每次都對(duì)其進(jìn)行 補(bǔ)加。定期維護(hù)除以上三大項(xiàng)以外，還要檢查液壓油位，各 傳感器有無(wú)損壞，傳感器的電源是否可靠工作，閘片及閘盤的磨損情況等方面。定期維護(hù)的功能測(cè)試主要有過(guò)速測(cè)試，緊急停機(jī)測(cè) 試，液壓系統(tǒng)各元件定值測(cè)試，振動(dòng)開(kāi)關(guān)測(cè)試，扭纜開(kāi)關(guān)測(cè)試。風(fēng)機(jī)的齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用的是稀油潤(rùn)滑方式，其維護(hù)方法是補(bǔ)加和采樣化驗(yàn)，若化驗(yàn)結(jié)果表明該潤(rùn)滑油已無(wú)法再 使用，則進(jìn)行更換。風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行中時(shí)，各聯(lián)接部件的螺栓長(zhǎng)期運(yùn)行在各種振動(dòng)的合力當(dāng)中，極易使其松動(dòng)，為了不使其 在松動(dòng)后導(dǎo)致局部螺栓受力不廣州綠欣風(fēng)力發(fā)電機(jī)提供更多綠色環(huán)保服務(wù)請(qǐng)登錄查詢均被剪切，我們必須定期對(duì)其進(jìn)行螺栓力矩的檢查。風(fēng)力機(jī)維護(hù)的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟(jì)效益 的高低；風(fēng)力機(jī)本身性能的好壞，也要通過(guò)維護(hù)檢修來(lái)保持，維護(hù)工作及時(shí)有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障的發(fā)生，提高風(fēng)機(jī)效率。3．故障原因分析我們通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)各種故障深入的分析，可以減少排除故障的時(shí)間或防止多發(fā)性故障的發(fā)生次數(shù)，減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備完好率和可利用率。其主要內(nèi)容有：風(fēng)機(jī)的月發(fā)電量，場(chǎng)用電量，風(fēng)機(jī)的設(shè)備正常工作時(shí)間，故障時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)利用小時(shí)，電網(wǎng)停電，故障時(shí)間等。除了自動(dòng)復(fù)位的故障以外，其它可遠(yuǎn)程復(fù)位控制故障引起的原因 有以下幾種：(1)風(fēng)機(jī)控制器誤報(bào)故障；(2)各檢測(cè)傳感器誤動(dòng)作；(3)控制器認(rèn)為風(fēng)機(jī)運(yùn)行不可靠。風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和電網(wǎng)質(zhì)量好壞是息息相關(guān)的，為了進(jìn)行雙向保護(hù)，風(fēng)機(jī)設(shè)置了多重保護(hù) 故障，如電網(wǎng)電壓高、低，電網(wǎng)頻率高、低等，這些故障是可自動(dòng)復(fù)位的。現(xiàn)在就風(fēng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)作一下探討。當(dāng)高于停機(jī)風(fēng)速(切出風(fēng)速)時(shí)，便會(huì)將風(fēng)機(jī)從電網(wǎng)中切出，即解列控制。并網(wǎng)切換前后控制策略有較大差異，如果直接切換，則控制系統(tǒng)重新從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，必然引起轉(zhuǎn)子電壓的突變，從而造成并網(wǎng)瞬間系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，這種振蕩可能短時(shí)間內(nèi)使系統(tǒng)輸出有很大的偏差，致使控制量超過(guò)系統(tǒng)可能的最大允許范圍，容易造成發(fā)電機(jī)損壞，而這在實(shí)際的并網(wǎng)過(guò)程中是十分不利的。獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)方式，發(fā)電機(jī)具有一定的能量調(diào)節(jié)作用，可與原動(dòng)機(jī)配合實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制，降低了對(duì)原動(dòng)機(jī)調(diào)速能力的要求，但控制復(fù)雜，需要進(jìn)行電壓補(bǔ)償和檢測(cè)更多的電壓、電流量?？蛰d并網(wǎng)方式并網(wǎng)前發(fā)電機(jī)不帶負(fù)載，不參與能量和轉(zhuǎn)速的控制，所以為了防止在并網(wǎng)前發(fā)電機(jī)的能量失衡而引起的轉(zhuǎn)速失控，應(yīng)由原動(dòng)機(jī)來(lái)控制發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速。當(dāng)雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸上升并接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子電流將下降到零。(4)“由動(dòng)式”并網(wǎng)方式前面介紹的幾種并網(wǎng)方式都是針對(duì)具有自起動(dòng)能力的水平軸雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的準(zhǔn)同期并網(wǎng)方式，對(duì)于垂直軸型的雙饋機(jī)組(又稱達(dá)里厄型風(fēng)力機(jī))由于不具備自啟動(dòng)能力，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在靜止?fàn)顟B(tài)下的起動(dòng)可由雙饋電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)工況來(lái)實(shí)現(xiàn)。第三階段為并網(wǎng)階段。此時(shí)，控制雙饋電機(jī)定子側(cè)電壓逐漸上升，直至輸出電壓達(dá)到額定值，勵(lì)磁階段結(jié)束。第一階段為勵(lì)磁階段，見(jiàn)圖(212)所示，從電網(wǎng)側(cè)引入一路預(yù)充電回路接交—直—交變流器的直流側(cè)。（2)獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)技術(shù)獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)技術(shù)的基本思路為:并網(wǎng)前雙饋電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行(如電阻性負(fù)載)，根據(jù)電網(wǎng)信息和定子電壓、電流對(duì)雙饋電機(jī)和負(fù)載的值進(jìn)行控制，在滿足并網(wǎng)條件時(shí)進(jìn)行并網(wǎng)。下面對(duì)各種并網(wǎng)方式的實(shí)現(xiàn)原理分別給予了簡(jiǎn)要介紹。目前，采用晶閘管軟切入裝置((SOFT CUTIN)已成為大型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中不可缺少的組成部分，用于限制發(fā)電機(jī)并網(wǎng)以及大小電機(jī)切換