【正文】 波動、跌落甚至短路故障會影響發(fā)電機的不間斷運行。此外，雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定以及無功極限方面也是目前研究的熱點。發(fā)電機并網(wǎng)是風力發(fā)電系統(tǒng)正常運行的“起點”，也是整個風力發(fā)電系統(tǒng)能夠良好運行的前提。當電網(wǎng)的容量比發(fā)電機的容量大的多(大于25倍)的時候，發(fā)電機并網(wǎng)時的沖擊電流可以不考慮。比較嚴重的后果不但會引起電網(wǎng)電壓的大幅下降，而且還會對發(fā)電機組各部件造成損害。因此必須通過合適的發(fā)電機并網(wǎng)方式來抑制并網(wǎng)沖擊電流。準同期方式是將已經(jīng)勵磁的發(fā)電機在達到同期條件后并入電網(wǎng)。自同期方式由于當發(fā)電機合閘時，沖擊電流較大，母線電壓跌落較多而很少采用。異步風力發(fā)電機組并網(wǎng)異步發(fā)電機投入運行時，由于靠轉(zhuǎn)差率來調(diào)整負荷，其輸出的功率與轉(zhuǎn)速近乎成線性關(guān)系，因此對機組的調(diào)速要求不像同步發(fā)電機那么嚴格精確，不需要同步設(shè)備和整步操作，只要轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時就可并網(wǎng)。例如直接并網(wǎng)時會產(chǎn)生過大的沖擊電流(約為異步發(fā)電機額定電流的4～7倍)，并使電網(wǎng)電壓瞬時下降。過大的沖擊電流，有可能使發(fā)電機與電網(wǎng)連接的主回路中自動開關(guān)斷開。另外，異步發(fā)電機還存在著本身不能輸出無功功率、需要無功補償、過高的系統(tǒng)電壓會造成發(fā)電機磁路飽和等問題。(1)直接并網(wǎng)方式這種并網(wǎng)方法要求并網(wǎng)時發(fā)電機的相序與電網(wǎng)的相序相同，當風力機驅(qū)動的異步發(fā)電機轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速(90%一100%)時即可完成自動并網(wǎng)，見圖(26)所示，自動并網(wǎng)的信號由測速裝置給出，然后通過自動空氣開關(guān)合閘完成并網(wǎng)過程。這種并網(wǎng)方式只適合用于發(fā)電機組容量較小或與大電網(wǎng)相并的場合。當發(fā)電機的電壓、頻率、相位與系統(tǒng)一致時，將發(fā)電機投入電網(wǎng)運行，見圖(27)所示。該并網(wǎng)方式合閘瞬間盡管沖擊電流很小，但必須控制在最大允許的轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)運行，以免造成網(wǎng)上飛車。因為電阻、電抗器等元件要消耗功率，在發(fā)電機進入穩(wěn)態(tài)運行后必須將其迅速切除。(4)晶閘管軟并網(wǎng)方式這種并網(wǎng)方式是在異步發(fā)電機定子與電網(wǎng)之間通過每相串入一只雙向晶閘管連接起來，來對發(fā)電機的輸入電壓進行調(diào)節(jié)。接入雙向晶閘管的目的是將發(fā)電機并網(wǎng)瞬間的沖擊電流控制在允許的限度內(nèi)。通過采集US和IS的幅值和相位，對晶閘管的導通角進行控制。在發(fā)電機并網(wǎng)后，應(yīng)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)。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(diào)節(jié)加在負載上的電壓波形，進而改變負載電壓的有效值。晶閘管軟并網(wǎng)技術(shù)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(guān)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(nèi)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。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。(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(shù)對發(fā)電機的輸出電壓進行調(diào)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。如圖(210)所示。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(cè)，同時還取自于雙饋電機定子側(cè)。(3)孤島并網(wǎng)方式孤島并網(wǎng)控制方案可分為3個階段。預充電回路由開關(guān)K預充電變壓器和直流充電器構(gòu)成。充電結(jié)束后，電機側(cè)變流器開始工作，供給雙饋電機轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁電流。第二階段為孤島運行階段。此時，能量在網(wǎng)側(cè)變流器，電機側(cè)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。在孤島運行階段，定子側(cè)電壓的幅值、頻率和相位都與電網(wǎng)側(cè)相同。并網(wǎng)后，可通過調(diào)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。如圖(213)所示，為實現(xiàn)系統(tǒng)起動在轉(zhuǎn)子繞組與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器之間安裝一個單刀雙擲開關(guān)K3，在進行并網(wǎng)操作時，首先操作K3將雙饋發(fā)電機轉(zhuǎn)子經(jīng)電阻短路，然后閉合K1連接電網(wǎng)與定子繞組。通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子串電阻的大小，可以提高起動轉(zhuǎn)矩減小起動電流，從而緩解機組起動過程的暫態(tài)沖擊。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，同時觸發(fā)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器投入勵磁。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(qū)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(zhuǎn)子側(cè)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)。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(diào)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(zhuǎn)速的同時，改變能量在電機內(nèi)部的分配關(guān)系。可以看出，空載并網(wǎng)方式需要原動機具有足夠的調(diào)速能力，對原動機的要求較高。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(zhuǎn)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。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(diào)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(zhuǎn)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。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(zhuǎn)子輸出電壓平穩(wěn)的過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)。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(zhuǎn)速控制及恒功率控制。解列控制的要求是在斷網(wǎng)瞬間定子電流為零。oo