【正文】 為了在發(fā)電機并網(wǎng)的狀態(tài)下保護轉(zhuǎn)子側(cè)的變流器，常在 DFIG 轉(zhuǎn)子側(cè)電路增加 Crowbar 電路 ， 研究顯示，對于 Crowbar 控制的雙饋異步發(fā)電機（ DFIG）系統(tǒng)，在引入計及定子電壓瞬態(tài)變化的 DFIG 數(shù)學(xué)模型后，能使 Crowbar 在電網(wǎng)電壓恢復(fù)時無需動作，縮短了 DFIG 在故障清除后供電的時間 。 結(jié)合我國風電場的運行經(jīng)驗來看，高速發(fā)展的大規(guī)模風電裝機容量和滯后的電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)之間的矛盾是當今風電并網(wǎng)難的主要矛盾。其逆變器不承受基波電壓，因而逆變器的裝置容量大大減小。圖 5 和圖 6分別為電力有源濾波器的分類情況及其主電路結(jié)構(gòu)。 80 年代以來，由于新型電力半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)， PWM 技術(shù)的發(fā)展，以及基于瞬時無功功率理論的諧波電流瞬時檢測法的提出，有源濾波器得以迅速發(fā)展。 有源濾波器 (Active Power Filter，簡記為 APF)的基本工作原理是把電源側(cè)的電流波型與正弦波相比較，差額部分由有源濾波器進行補償，使流入電源的總諧波電流為零。電力無源濾波器具有成本低、容量大、易實現(xiàn)等優(yōu)點，應(yīng)用較廣。短時間、長時間閃變值和相對電壓變化值不能超過電網(wǎng)允許的最大限值。然后，由下式計算閃變系數(shù) c(φ k) 組的額定視在功率。 IEC 6140021的主要內(nèi)容包括：描述并網(wǎng)風電機組電能質(zhì)量特征參數(shù)的定義或說明；電能質(zhì)量特征參數(shù)的測 量過程；這些電能質(zhì)量特征參數(shù)是否滿足電網(wǎng)要求的評估方法。這種并網(wǎng)方法是在異步發(fā)電機定子與電網(wǎng)之間每相串入一只雙向晶閘管連接起來，從而使發(fā)電機并網(wǎng)瞬間的沖擊電流，得到一個平滑的暫態(tài)過程。但近年來隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，通過在同步發(fā)電 機與電網(wǎng)之問采用變頻裝置，從技術(shù)上解決了這些問題，采用同步發(fā)電機的方案又引起了人們的重視。 低電壓穿越 具備能力 低電壓穿越能力是當電力系統(tǒng)中風電裝機容量比 例較大時，電力系統(tǒng)故障導(dǎo)致電壓跌落后，風電場切除會 嚴重影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，這就要求風電機組具有低電壓穿越 (Low Voltage Ride Through， LVRT)能力，保證系統(tǒng)發(fā)生故障后風電機組不間斷并網(wǎng)運行。 風電場電壓崩潰的根本原因是系統(tǒng)無功功率的供給不 足，配置在風力發(fā)電機機端的并聯(lián)電容器，在投切的過程中會引起電壓的跳變，當系統(tǒng)電壓水平較低時，并聯(lián)電容器的無功補償量迅速下 降，導(dǎo)致風電場對電網(wǎng)的無功需求上升，進一步惡化電壓水平，嚴重也時會造成電壓崩潰。 系統(tǒng)穩(wěn)定性 大型風電機組多為異步發(fā)電機，發(fā)出有功的同時也從電網(wǎng)中吸收無功，其對無功的需求隨著有功變化而變化。 風電裝置中電力電子器件是風電裝置中最重要的諧波源；在風電系統(tǒng)中，由于異步機、變壓器、電容器等設(shè)備均為三相，且采用三角型或 Y 型連接方式，故不存在偶次或 3 的倍數(shù)次諧波，即風電系統(tǒng)中存在的諧波次數(shù)為 1 117 等。諧波會對電力網(wǎng)帶來一定危害，如增加了電力網(wǎng)中發(fā)生諧振的可能；增加電氣設(shè)備附加損耗；加速絕緣老化，縮短使用壽命；繼電保護、自動裝置不能正常動作；不能正確計量儀表；干擾通信系統(tǒng)。風剪切可用以風電機組輪轂為極點的極坐標下的二項式級數(shù)表示 [68]。 此外，在并網(wǎng)風電機組持續(xù)運行過程中，由于受塔影效應(yīng)、偏航誤差和風剪切等因素的影響，風電機組在葉輪旋轉(zhuǎn)一周的過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定，而轉(zhuǎn)矩波動也將造成風電機組輸出功率的波動，并且這些波動隨湍流強度的增加而增加。由圖 1(c)可見， 是造成電壓降落的主要原因，垂直，造成的電壓降落可以忽略不計。 但是隨著發(fā)展，尤其是為風力發(fā)電機中同步發(fā)電機的出現(xiàn)，對于如何并網(wǎng)提出了很高的要求。 目前 ,大規(guī)模的風力發(fā)電系統(tǒng)一般采用異步發(fā)電機直接并網(wǎng)的運行方式。風力與速度平方成正比，所以風的功率與風度的三次方成正比。 風力發(fā)電的運行方式主要有兩種：一類是獨立運行的供電系統(tǒng)，即在電網(wǎng)未通達的地區(qū)，用小型發(fā)電機組為蓄電池充電，再通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電向終端電器供電；另一類是作為常規(guī)電網(wǎng)的電源，與電網(wǎng)并聯(lián)運行 。風力發(fā)電這一朝陽產(chǎn)業(yè)必將蓬勃發(fā)展，成為將來能源供給的支柱產(chǎn)業(yè) 。我國的風電開發(fā)起步較晚，大體分為三個階 段。目前，主要風電設(shè)備制造企業(yè)集中在歐美國家，全世界風電機組供應(yīng)商的前 10 位供應(yīng)了世界新增裝機容量的 90% 以上的份額，集中度比較高。其推算的結(jié)果 2020 年風電裝機 億 KW，風電電量 104 億 kWh， 2020 年風電裝機 億 KW，風電電量 104 億 kWh，占當時世界總電消費量 104 億 kWh 的 %。而礦物質(zhì)燃料儲量有限，正在日趨減少，況且其帶來的嚴重的污染問題和溫室效應(yīng)正越來越困擾著人們。而風能售價也已能為電力用戶所承受：一些美國的電力公司提供給客戶的風電優(yōu)惠售價已達到 2～ 美分 /kWh，此售價使得美國家庭有 25%的電力可以通過購買風電獲得。另外 ,可變槳翼和雙饋電機的采用 ,使機組更能適應(yīng)風速的變化 , 大大提高了效率。有關(guān)專家預(yù)測，世界風力發(fā)電能力每增加一倍，成本就下降 15%。 第三階段是 1996 年后擴大建設(shè)規(guī)模階段。 [3] 風力發(fā)電 有如下 特點 （ 1） 可再生，且清潔無污染。 圖 14 氣動升力圖 從圖可以看出，機翼翼型運動的氣流方向有所變化，在其上表面形成低壓區(qū)，在其下表面形成高壓區(qū) ，產(chǎn)生向上的合力，并垂直于氣流方向。為了有效的轉(zhuǎn)換風能 ,風力機轉(zhuǎn)子由于受到風能轉(zhuǎn)換效率理論極限值是的限制 ,葉尖速率比入不可能很大 ,風力機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的速度不會很高 ,與發(fā)電機轉(zhuǎn)動的速度相差比較大 ,發(fā)電機與風力機之間不能直接相連 ,必須通過一定變比的升速齒輪箱進行傳動。風電場并網(wǎng)面臨的一些技術(shù)問題隨著風力發(fā)電規(guī)模的不斷擴大 ,風力發(fā)電在電網(wǎng)中的比例越來越大 ,風電場的并網(wǎng)運行對電網(wǎng)的電能質(zhì)量 !安全穩(wěn)定等諸多方面的負面影響也隨著風電場規(guī)模的擴大變得愈加明顯 ,成為制約風電場容量和規(guī)模的嚴重障礙。圖 1 為風電機組并網(wǎng)示意圖，其中 ?為風電機組出口電壓相量， 為電網(wǎng)電壓相量， R X1分別為線路電阻和電抗， 分別為線路上流動的有功電流和無功電流相量。 由式 (1)可見，空氣密度 ρ 、葉輪轉(zhuǎn)速 ω 、槳距角 β 和風速 v 的變化都將對風電機組的輸出功率產(chǎn)生影響。塔影效應(yīng)對下風向類型風電機組的影響最嚴重。典型的切換操作包括風電機組啟動、停止和發(fā)電機切換，其中發(fā)電機切換僅適用于多臺發(fā)電機或多繞組發(fā)電機的風電機組。整 流逆變就必然會帶來諧波污染，這些諧波電流注入電力系統(tǒng)后，會引起電網(wǎng)電壓畸變，降低了電能質(zhì)量。不論是哪種類型的變速風電機組，機組投入運行后變頻器都將始終處于工作狀態(tài)。此時 ,需利用風電場的無功補償裝置、風電機組的無功支撐能力在暫態(tài)過程中支撐電網(wǎng)電壓 ,或者及時切除風電機組 ，以保證區(qū)域電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性 。不同國