【正文】 轉速時(約為99 %100%同步轉速)，雙向晶閘管的控制角同時由180度到0度逐漸同步打開，與此同時，雙向晶閘管的導通角則同時由0度到180度逐漸增大，此時并網(wǎng)自動開關K2未動作，動合觸點未閉合，異步發(fā)電機即通過晶閘管平穩(wěn)地并入電網(wǎng)，隨著發(fā)電機轉速的繼續(xù)升高，電機的轉差率趨于零，當轉差率為零時，雙向晶閘管已全部導通，并網(wǎng)自動開關K2動作，短接雙向晶閘管，異步發(fā)電機的輸出電流將不再經(jīng)雙向晶閘管，而是通過已閉合的自動開關K2流入電網(wǎng)。在發(fā)電機并網(wǎng)后，應立即在發(fā)電機端并入補償電容，將發(fā)電機的功率因數(shù)(cos }p)。由于風速變化的隨機性，在達到額定功率前，發(fā)電機的輸出功率大小是隨機變化的，因此對補償電容的投入與切除也需要進行控制，一般是在控制系統(tǒng)中設有幾組容量不同的補償電容，根據(jù)輸出無功功率的變化，控制補償電容的分段投入或切除。這種并網(wǎng)方法的特點是通過控制晶閘管的導通角，來連續(xù)調節(jié)加在負載上的電壓波形，進而改變負載電壓的有效值。目前，采用晶閘管軟切入裝置((SOFT CUTIN)已成為大型異步風力發(fā)電機組中不可缺少的組成部分，用于限制發(fā)電機并網(wǎng)以及大小電機切換時的瞬態(tài)沖擊電流，以免對電網(wǎng)造成過大的沖擊。晶閘管軟并網(wǎng)技術雖然是目前一種較為先進的并網(wǎng)方法，但它也對晶閘管器件以及與之相關的晶閘管觸發(fā)電路提出了嚴格的要求，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，才能保證可控硅導通角在0度到180度范圍內同步逐漸增大，才能保證發(fā)電機三相電流平衡，否則會對發(fā)電機不利。適合交流勵磁雙饋風力發(fā)電機組的并網(wǎng)技術目前，適合交流勵磁雙饋風力發(fā)電機組的并網(wǎng)方式主要是基于定子磁鏈定向矢量控制的準同期并網(wǎng)控制技術，包括空載并網(wǎng)方式，獨立負載并網(wǎng)方式，以及孤島并網(wǎng)方式。另外，對于垂直軸型的雙饋機組，由于不能自動起動，所以必須采用“電動式”并網(wǎng)方式。下面對各種并網(wǎng)方式的實現(xiàn)原理分別給予了簡要介紹。(1)空載并網(wǎng)技術所謂空載并網(wǎng)就是并網(wǎng)前雙饋發(fā)電機空載，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)電機的控制系統(tǒng)，通過引入定子磁鏈定向技術對發(fā)電機的輸出電壓進行調節(jié)，使建立的雙饋發(fā)電機定子空載電壓與電網(wǎng)電壓的頻率、相位和幅值一致。當滿足并網(wǎng)條件時進行并網(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。如圖(210)所示。（2)獨立負載并網(wǎng)技術獨立負載并網(wǎng)技術的基本思路為:并網(wǎng)前雙饋電機帶負載運行(如電阻性負載)，根據(jù)電網(wǎng)信息和定子電壓、電流對雙饋電機和負載的值進行控制，在滿足并網(wǎng)條件時進行并網(wǎng)。獨立負載并網(wǎng)方式的特點是并網(wǎng)前雙饋電機已經(jīng)帶有獨立負載，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，同時還取自于雙饋電機定子側。負載并網(wǎng)方式發(fā)電機具有一定的能量調節(jié)作用，可與風力機配合實現(xiàn)轉速的控制，降低了對風力機調速能力的要求，但控制較為復雜。(3)孤島并網(wǎng)方式孤島并網(wǎng)控制方案可分為3個階段。第一階段為勵磁階段，見圖(212)所示，從電網(wǎng)側引入一路預充電回路接交—直—交變流器的直流側。預充電回路由開關K預充電變壓器和直流充電器構成。當風機轉速達到一定轉速要求后，K1閉合，直流充電器通過預充電變壓器給交—直—交變流器的直流側充電。充電結束后，電機側變流器開始工作，供給雙饋電機轉子側勵磁電流。此時，控制雙饋電機定子側電壓逐漸上升，直至輸出電壓達到額定值，勵磁階段結束。第二階段為孤島運行階段。首先將Kl斷開，然后啟動網(wǎng)側變流器，使之開始升壓運行，將直流側升壓到所需值。此時，能量在網(wǎng)側變流器，電機側變流器以及雙饋電機之間流動，它們共同組成一個孤島運行方式。第三階段為并網(wǎng)階段。在孤島運行階段，定子側電壓的幅值、頻率和相位都與電網(wǎng)側相同。此時閉合開關K2，電機與電網(wǎng)之間可以實現(xiàn)無沖擊并網(wǎng)。并網(wǎng)后，可通過調節(jié)風機的槳距角來增加風力機輸入能量，從而達到發(fā)電的目的。(4)“由動式”并網(wǎng)方式前面介紹的幾種并網(wǎng)方式都是針對具有自起動能力的水平軸雙饋風力發(fā)電機組的準同期并網(wǎng)方式，對于垂直軸型的雙饋機組(又稱達里厄型風力機)由于不具備自啟動能力，風力發(fā)電機組在靜止狀態(tài)下的起動可由雙饋電機運行于電動機工況來實現(xiàn)。如圖(213)所示，為實現(xiàn)系統(tǒng)起動在轉子繞組與轉子側變頻器之間安裝一個單刀雙擲開關K3，在進行并網(wǎng)操作時，首先操作K3將雙饋發(fā)電機轉子經(jīng)電阻短路，然后閉合K1連接電網(wǎng)與定子繞組。在電網(wǎng)電壓作用下雙饋電機將以感應電動機轉子串電阻方式逐漸起動。通過調節(jié)轉子串電阻的大小，可以提高起動轉矩減小起動電流，從而緩解機組起動過程的暫態(tài)沖擊。當雙饋感應發(fā)電機轉速逐漸上升并接近同步轉速時，轉子電流將下降到零。在此條件下，操作K3斷開串聯(lián)電阻后將轉子繞組與轉子側變頻器相連接，同時觸發(fā)轉子側變頻器投入勵磁。最后在成功投入勵磁后，調節(jié)勵磁使雙饋發(fā)電機迅速進入定子功率或轉速控制狀態(tài)，完成機組起動過程。這種并網(wǎng)方式實現(xiàn)方法簡單，通過適當?shù)捻樞蚩刂凭湍軌驅崿F(xiàn)不具備自起動能力的雙饋發(fā)電機組的起動與并網(wǎng)的需要，如果電機轉子側安裝有“CrowBarProtection”保護裝置，則通過控制器投切“CrowBar Protection”就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的起動與準同期并網(wǎng)。空載并網(wǎng)方式并網(wǎng)前發(fā)電機不帶負載，不參與能量和轉速的控制，所以為了防止在并網(wǎng)前發(fā)電機的能量失衡而引起的轉速失控，應由原動機來控制發(fā)電機組的轉速。獨立負載并網(wǎng)方式并網(wǎng)前接有負載，發(fā)電機參與原動機的能量控制，表現(xiàn)在一方面改變發(fā)電機的負載，調節(jié)發(fā)電機的能量輸出，另一方面在負載一定的情況下，改變發(fā)電機轉速的同時，改變能量在電機內部的分配關系。前一種作用實現(xiàn)了發(fā)電機能量的粗調，后一種實現(xiàn)了發(fā)電機能量的細調。可以看出，空載并網(wǎng)方式需要原動機具有足夠的調速能力，對原動機的要求較高。獨立負載并網(wǎng)方式，發(fā)電機具有一定的能量調節(jié)作用，可與原動機配合實現(xiàn)轉速的控制，降低了對原動機調速能力的要求，但控制復雜，需要進行電壓補償和檢測更多的電壓、電流量。孤島并網(wǎng)方式是一種近年來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，轉子變換器的能量輸入由定子提供，降低了并網(wǎng)時的能量損耗。其中空載并網(wǎng)方式由于具有控制策略簡單，控制效果好，而在實際機組中廣泛采用，而負載并網(wǎng)方式、孤島并網(wǎng)方式以及“電動式”并網(wǎng)方式由于存在控制系統(tǒng)較為復雜，系統(tǒng)穩(wěn)定性差等缺點目前仍然停留在理論探索階段。雙饋發(fā)電機并網(wǎng)控制與功率控制的切換雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制的目的是對發(fā)電機的輸出電壓進行調節(jié)，使建立的DFIG的定子空載電壓與電網(wǎng)電壓的幅值、頻率、和相位保持一致，當滿足并網(wǎng)條件時進行并網(wǎng)操作，并網(wǎng)成功后進行最大風能追蹤控制.并網(wǎng)成功后一方面變槳距系統(tǒng)將槳葉節(jié)距角置于0以獲得最佳風能利用系數(shù)，與此同時轉子勵磁系統(tǒng)開始進行最大功率點跟蹤(Maximum Power pointTracking,MPPT)控制，以捕獲最大風能。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)重新從零開始調節(jié)，必然引起轉子電壓的突變，從而造成并網(wǎng)瞬間系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，這種振蕩可能短時間內使系統(tǒng)輸出有很大的偏差，致使控制量超過系統(tǒng)可能的最大允許范圍，容易造成發(fā)電機損壞，而這在實際的并網(wǎng)過程中是十分不利的。為此，要達到發(fā)電機順利、安全并網(wǎng)的目的還必須實現(xiàn)控制策略的無擾切換，使轉子輸出電壓平穩(wěn)的過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)。雙饋發(fā)電機的解列控制基于雙饋電機的變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)，在風速達到最低啟動風速(切入風速)后開始進行并網(wǎng)控制使空載定子電壓跟隨電網(wǎng)電壓，風電機組平穩(wěn)的并入電網(wǎng)，運行發(fā)電。在風力機并入電網(wǎng)后會根據(jù)風速大小的不同實施不同的控制策略，包括MPPT控制、恒轉速控制及恒功率控制。當高于停機風速(切出風速)時，便會將風機從電網(wǎng)中切出，即解列控制。解列控制的要求是在斷網(wǎng)瞬間定子電流為零。由于在斷網(wǎng)前雙饋電機實施恒功率控制，所以在解列控制中一方面要通過變槳距系統(tǒng)將槳葉節(jié)距角刀調至90，即順槳狀態(tài)，以減少風輪吸收的機械能降低轉子的轉速，另一方面通過轉子勵磁系統(tǒng)控制轉子電流的轉矩分量和勵磁分量逐漸減小到零，從而使得雙饋電機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，完成軟切出過程。oo