并网型风力发电机组的调节控制
风力发电并网技术及电能质量控制措施
风力发电并网技术及电能质量控制措施摘要：现阶段，我国各项经济呈现出迅猛发展的形式，人们对日常生活的要求越来越高。
电能已经成为人们必不可少的能源，我国对新能源的关注度越来越高，尤其是“可持续发展战略”提出以来，人们对如何提高风能、水能等新能源的利用率展开了研究。
关键词：风力发电;并网技术;电能质量;控制措施1风力发电并网技术我们所述的风力发电并网技术指的是发电机输出的电压在幅值，频率乃至向位上和电网系统的电压是一致的。
风力发电并网是完成风力发电到电能供应的必要过程，是实现电能输出的必要环节。
并网技术的关键是确保风力发电机组输出，电力能源的电压和被接入电网的电压在扶智相位频率等方面保持一致，能够保证风力发电并网实施后，整体电能供应的稳定性而目前的风力发电并网技术主要有两种，一种是同步风力发电并网技术，另一种是异步风力发电并网技术。
同步风力发电并网技术主要是将风力发电机和同步发电机相结合，在进行同步发电机的运行中能够有效的输出有功功率，并且能保证为发电提供必要的无功功率，促进周波稳定性提升，可以有效的提高电能稳定性。
同步风电发力机具有工作效率高，体积小，结构紧凑，成本的可靠性高，维护量小等优点。
该发电机的转速平稳负载特性强，周波稳定，发电机组发电电能质量高，这导致同步风力发电机在风力发电中的应用十分广泛。
同步风力发电并网技术在整个风力发电技术的应用中占很大的比重。
在同步风力发电并网技术的应用中，风速波动明显会造成转子转距出现较大的波动，容易影响发电机组并网调速的准确性。
为了解决这个问题，可以采用在电网和发电机组之间安装变频器的方法避免电力系统无功震荡和步失，有效的提高并网质量。
异步风力发电并网技术跟同步风力发电并网技术相比，其主要是借助转差率实现对发电机的运行复合的调整目标，在具体的调速精度方面要求并不高。
这种技术能够减少相关同步，设备安装的繁琐，也可以省去整部操作环节，实现转速的适当调整。
但是这种技术也有缺点，他在具体的并网操作中可能会产生冲击电流，如果产生的冲击电流过大，就会导致电网电压水平降低，不利于电网的安全运行。
风力发电机组并网控制与功率协调技术
风力发电机组并网控制与功率协调技术随着资源的匮乏和环境保护的呼声日益高涨，可再生能源成为热门话题。
风力发电作为其中的重要一环，其并网控制与功率协调技术的研究和应用显得尤为重要。
下文将从风力发电机组的并网控制和功率协调两个角度进行论述，展示风力发电的发展现状和未来趋势。
1. 风力发电机组的并网控制技术风力发电机组的并网控制是指将风力发电机组的电能输出与电网进行连接，实现发电功率的传输和利用。
1.1 并网方式及控制策略目前，常见的风力发电并网方式有直驱式和机械变速器式。
直驱式风力发电机组将风轮与发电机直接连接，无需机械传动装置，具有结构简单和可靠性高的优点。
而机械变速器式则通过机械变速装置将风轮的转速与发电机的额定转速匹配，提高发电效率。
在风力发电机组的并网控制中，需考虑风速、电网频率和功率等因素。
根据这些因素的变化，可以采用最大功率点跟踪(PPT)和恒速控制等策略，实现发电机组的最佳工作状态和最大发电功率输出。
1.2 并网保护与电网稳定性风力发电机组并网时，需考虑对电网的保护和稳定性。
并网保护主要包括过流保护、过频保护和过压保护等，通过在风力发电机组并网过程中监测和控制这些保护参数，确保电网运行的安全可靠。
另外，风力发电机组并网还需关注电网稳定性。
由于风力发电机组输出功率的波动性，可能会对电网频率和电压产生影响。
因此，需要通过有功和无功功率的控制，实现风力发电机组与电网的无缝衔接，提高电网的稳定性。
2. 风力发电机组的功率协调技术风力发电机组的功率协调是指通过合理的控制手段，使不同风力发电机组之间的功率输出协调一致，提高整个风电场的发电效率。
2.1 多机组的功率协调在大型风电场中，通常会有多台风力发电机组并列运行。
为了协调多机组之间的功率输出，减小风力发电机组之间的相互影响，可以采用功率控制策略。
这些策略主要包括基于功率参考值的PID控制、模型预测控制(MPC)和群控制等。
2.2 风电场的功率调度风电场的功率调度是指根据电网需求和风力资源情况，合理分配和利用风力发电机组的功率输出。
变速恒频风力发电机空载并网控制
变速恒频风力发电机空载并网控制随着环境保护和可持续发展的重要性日益凸显，风力发电作为一种清洁、可再生的能源，得到了广泛应用。
在风力发电机组中，变速恒频风力发电机是一种常见的类型。
本文将重点探讨变速恒频风力发电机空载并网控制的原理、优缺点及应用。
变速恒频风力发电机组是一种通过风轮捕捉风能，并将其转换为电能的技术。
与恒速恒频风力发电机相比，变速恒频风力发电机具有更高的风能利用率和更宽的转速范围。
其工作原理是，通过调整风轮转速，以适应风速的变化，从而保持发电机输出频率的稳定。
空载并网控制是指风力发电机在不带负载的情况下与电网连接。
实现空载并网的关键在于控制风轮转速和发电机电流，以确保发电机与电网的同步。
常见的空载并网控制策略包括以下两种：直接并网法：在风速达到额定值后，风轮直接驱动发电机进入同步状态，然后进行并网。
此种方法简单直接，但并网瞬间会产生较大的冲击电流。
软并网法：通过控制风轮和发电机的转速，缓慢地将发电机接入电网，从而避免冲击电流的产生。
这种方法需要更多的控制环节和算法，但其并网效果较直接并网法更为平稳。
优点： a.由于能够适应风速的变化，所以具有较高的风能利用率； b.通过调整转速，可以减轻风轮和发电机的机械应力，提高设备的寿命；c.与恒速恒频风力发电机相比，其启动和停止更为灵活。
缺点： a.控制系统的设计较为复杂，需要精确的转速和电流控制； b.并网过程中可能产生较大的冲击电流，对电网造成一定的影响； c.需要采取措施来应对电网的波动，以保证系统的稳定运行。
变速恒频风力发电机空载并网控制在现代风力发电场中得到了广泛应用。
例如，根据某风力发电场的数据，采用变速恒频风力发电机空载并网控制后，该风电场的年发电量增加了30%，同时设备维护成本降低了20%。
这充分证明了变速恒频风力发电机空载并网控制在提高发电效率和降低运行成本方面的优势。
变速恒频风力发电机空载并网控制是风力发电技术中的重要一环。
通过控制风轮转速以适应风速的变化，保持发电机输出频率的稳定，可以实现高效的电能转换。
风力发电机并网控制三种方式
风力发电机并网控制三种方式
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风力发电机并网控制三种方式
风力发电机的并网控制直接影响到风力发电机能否向输电网输送电能以及机组是否受到并网时冲击电流的影响。
并网控制装置有软并网，降压运行和整流逆变三种方式。
软并网装置：
异步发电机直接并网时，其冲击电流达到额定电流的6~8倍时，为了减少直接并网时产生的冲击电流及接触器
的投切频率，在风速持续低于启动风速一段时间后，风力发电才与电网解列，在此期间风力发电机处于电动机运行状态，从电网吸收有功功率。
降压运行装置：
软并网装置只在风力发电机启动时运行，而降压运行装置始终运行，控制方法也比较复杂。
该装置在风速低
于风力发电机的启动风速时将风力发电机与电网切断，避免了风力发电机的电动机运行状态。
整流逆变装置：
整流逆便是一种较好的并网方式，它可以对无功功率进行控制，有利于电力系统的安全稳定运行，缺点是造
价高。
随着风电场规模的不断扩大和大功率电力电子设备价格的降低，将来这种并网装置可能会得到广泛的应用。
风电场接入电力系统的方案主要由风电场的最终装机容量和风电场在电网所处的位置来确定。
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风力发电场调度与控制系统设计及性能分析
风力发电场调度与控制系统设计及性能分析随着对可再生能源的需求不断增加，风力发电成为了一种受到广泛关注的清洁能源。
在风力发电场中，调度与控制系统的设计和性能分析至关重要，它们直接影响着发电场的效率和可靠性。
本文将探讨风力发电场调度与控制系统的设计原则和性能分析方法。
一、风力发电场调度系统设计1. 目标与约束：风力发电场的调度系统的目标是最大化发电场的发电量并保持稳定运行，同时满足电力系统对电量的需求。
约束则包括风力机的额定功率、最小和最大运行速度、电网电压和频率要求等。
2. 数据采集和监控：调度系统应该能够实时采集风力发电机组和电网的运行数据，包括各个风力机组的功率、风速、温度、振动等参数。
此外，还需要监控电网的负荷情况和电压频率波动等。
3. 预测技术：通过利用历史和实时的风速数据，可以预测未来的风力情况，从而合理地安排发电机组的运行计划。
预测技术可以基于时间序列分析、神经网络、数学模型等方法。
4. 优化和调度算法：为了实现最优的风力发电场调度，需要开发高效的优化和调度算法。
这些算法可以基于模型预测控制、遗传算法、粒子群优化等。
5. 系统集成：调度系统应该能够与发电机组的控制系统、电网的监控系统以及其他相关系统进行数据交流和信息共享，实现整个风力发电场的协调运行。
二、风力发电场控制系统设计1. 风力机组控制：风力机组控制系统是实现风力机组自动化运行的关键。
它应该能够根据风速和功率要求，自动调整转速和叶片角度，保持输出功率在额定功率范围内。
2. 并网控制：并网控制是指将风力发电机组的输出电能与电网进行连接和同步。
并网控制系统应该能够实现无缝切换，保持电网的电压和频率稳定。
3. 预防事故和故障保护：控制系统应该具备故障自检和快速停机等功能。
当发生风力机组故障或电力系统异常时，控制系统应根据预设的保护策略来保护设备和人员安全。
4. 数据通信和远程监控：控制系统应具备远程监控和数据传输功能，可以实时获取风力机组的运行状态和性能参数。
风电场并网运行控制策略及其优化
风电场并网运行控制策略及其优化随着全球对环保问题的关注日益加深，可再生能源的开发和利用成为了全球能源发展的重要方向。
其中，风能作为一种无污染、不排放温室气体的清洁能源逐渐受到各国政府和企业的青睐。
如今，全球范围内的风电装机容量正在不断增长，风电场的建设和运行控制面临着新的挑战。
因此，对风电场并网运行控制策略及其优化进行深入研究，对于提高风电发电效率和降低风电场的运行成本具有重要意义。
一、风电场并网运行控制策略概述风电场并网运行控制策略主要是指风力发电机组和电网之间的协调控制。
在国内外的风电场建设中，为了适应电网对稳定电压、频率和无功功率等方面的要求，采取了多种并网运行控制策略。
1、半随风启动策略半随风启动策略是指当机组转速达到一定值时，再投入电网并网运行。
这种策略可以降低并网电流的冲击，使风力发电机组较轻松地完成并网过程。
2、恒功率控制策略恒功率控制策略是指将输出功率控制在一个设定值，通过控制电网侧的电压来实现控制目标。
这种策略适用于小型风电场。
但是在大型风电场中，因为电网的容量限制，恒功率控制策略的适用范围有限。
3、最大功率跟踪策略最大功率跟踪策略是指通过控制叶片的角度和转速来实现输出功率最大化。
这种策略适用于风能资源稳定的情况下，但是在不稳定的风能资源条件下，其控制精度会受到较大的影响。
4、双馈风力发电机控制策略双馈风力发电机控制策略是指在风力发电机和电网之间加入一个功率电子装置，将转子电流变成可控制的电流去控制输出功率。
这种策略具有较好地控制性能和经济性。
以上是常见的并网运行控制策略，这些策略在不同的风电场中有不同的应用范围和效果。
为了提高并网运行的效果，需要进行策略的优化研究。
二、风电场并网运行控制策略优化风电场并网运行控制策略的优化主要包括以下方面：1、优化风机控制策略针对不同风能资源的变化，采取不同的控制策略来实现并网运行，通过根据实时表观功率和风速数据，对风机的控制策略进行实时调整，可以最大限度地发挥风力资源的利用效益。
双馈风力发电机并网控制
双馈风力发电机并网控制摘要：风力是重要的清洁能源，风力所具备的可再生性以及无污染性使得其受到广泛关注和应用，风力发电也是目前我国重点要求的电力能源技术。
而并网控制是将风力发电机稳定地接入到电网系统中的技术。
本文主要研究双馈风力发电机并网控制的方法，以及在实际应用中的难点，以及并网控制过程中存在的其他影响控制，并相应地提出优化建议。
关键词：双馈风力发电机；并网控制；方法；难点一、双馈风力发电机概述当前风力发电机大体可以分为同步电机好异步电机两类，实际应用中可以细分为鼠笼异步发电机、双馈发电机、同步发电机以及永磁同步发电机。
双馈风力发电机是一种绕线式感应发电机，属于异步发电机。
由于双馈异步电动机的定子绕组直接同电网相连接，转子绕组通过变流器和电网连接，并由变频器实现对饶子绕组电源电压、相位以及频率和幅值的自动调控，因而在运行中，机组可以在不同的转速下维持恒频发电。
然而，虽然双馈发电机具备机械承受应力小、运行噪音小、变频器容量小以及启动效率高的特点，但双馈发电机的电气损耗较大，还需配备齿轮箱，造价较为昂贵。
不过相比同步风力发电机，双馈风力发电机能够更好的实现电能稳定输出，实用性较强。
二、双馈发电机的并网控制方法双馈发电机的并网控制方法和异步发电机相似，主要原理是通过滑差率来调节负荷，发电机的转速和输出功率近似成线性关系，所以只要保持发电机的转速和同步转速相接近就能实现并网。
目前，常用的并网方法主要有四种，直接并网控制法、准同期并网法、降压并网控制法以及电子元件软并网控制法。
2.1 直接并网控制法直接并网控制法是指将风力发电机的输出交流电直接并入到风力电网中，在电机转速和同步转速接近时，由测速系统给出并网信号，再通过自动空气开关实现并网，主要适用于风力发电机和电网相序相同的情况，即电网电容量足够大的同时，风力发电机的容量保持在百千瓦以下。
优点：直接并网控制方法能够保证风力速率变动情况下风力发电机也可以维持横频输出，同时能够单独地对有功功率和无功功率进行解耦控制，便于对风力电动机运行中负载消耗的无功功率进行补偿，稳定其他机组的无功负荷，确保风力发电系统电压的稳定。
风力发电系统并网稳定性分析与控制
风力发电系统并网稳定性分析与控制近年来，随着能源危机的加剧和环境保护意识的增强，可再生能源逐渐成为人们关注的焦点。
其中，风能作为一种绿色、清洁的能源源泉，被广泛应用于发电领域。
然而，风力发电系统的并网稳定性一直是制约其发展的重要问题之一。
本文将围绕风力发电系统的并网稳定性展开论述，并探讨其控制方法。
一、风力发电系统的并网稳定性分析1. 风能资源的不稳定性与风力发电系统的并网问题风能作为一种自然资源，具有不稳定性的特点。
风力发电系统的并网稳定性不仅受到外部环境因素（如风速、气象条件等）的影响，还与内部组件（如风机、发电机、变流器等）的性能和控制策略密切相关。
因此，要保证风力发电系统的并网稳定性，需要对其系统结构和工作原理进行深入的分析。
2. 风力发电系统的结构与工作原理风力发电系统主要由风机、发电机、变流器、控制器、电力网等组成。
风机通过转动叶片将风能转化为机械能，经由发电机转化为电能，再通过变流器将直流电转化为交流电，并与电力网进行连接。
这样的系统结构使得风力发电系统具备了一定的灵活性和可调度性，但也给其并网稳定性带来了挑战。
3. 并网稳定性分析的指标与方法并网稳定性指的是风力发电系统在与电力网连接过程中，能够保持电力输出的稳定性和可靠性。
常用的并网稳定性指标包括电压稳定性、频率稳定性和功率稳定性等。
而并网稳定性分析的方法主要包括仿真模拟、实验研究和现场监测等。
通过对这些指标和方法的综合应用，可以有效地评估和提升风力发电系统的并网稳定性。
二、风力发电系统并网稳定性的控制策略1. 运行模式选择与控制策略设计在风力发电系统并网过程中，运行模式的选择对并网稳定性具有重要影响。
常见的运行模式包括直接并网模式、并网型储能模式和独立运行模式等。
针对不同的运行模式，需要设计相应的控制策略，以保证系统的稳定运行。
2. 风机与发电机的控制策略风机和发电机是风力发电系统的核心组件，其控制策略对系统的并网稳定性具有重要影响。
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机的输出功率保持在额定功率。随着风电控制技 术的发展，当输出功率小于额定功率状态时，变 桨距风力电机发电机组采用技术，即根据风速的 大小，调整电机发电机转差率，使其尽
量运行在最佳叶尖速比，优化输出功率。变桨距 调节的优点是桨叶受力较小，桨叶做的较为轻巧。 桨距角可以随风速的大小而进行自动调节，因而 能够尽可能多的吸收风能转化为电能
快发展，控制方式从基本单一的定桨距失速控制 向变桨距和变速恒频控制方向发展，甚至向智能 型控制发展。作为风力资源较为丰富的国家之一， 我国加快了风电技术领域的自主开发
与研究，兆瓦级变速恒频的风力电机电机发电机 电机组国产化已列入国家“863”科技攻关顶目。 本文针对当前并网型风力电机发电机组的几种功 率凋节控制技术进行了介绍。
为减化。 2变桨距调节型风力电机发电机组 变桨距是指安装在轮载上的叶片通过控制改变其 桨距角的大小。其调节方法为：当风电机组达到 运行条件时，控制系统命令调节桨
距角调到45”，当转速达到一定时，再调节到 0“，直到风力机达到额定转速并网发电；在运 行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角 保持在0°位置不变，不作任何调节；
l定桨距失速调节型风力电机发电机组 定桨距是指桨叶与轮载的连接是固定的，桨距角 固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不 能随之变化。失速型是指桨叶翼型本身所具
有的失速特性，当风速高于额定风速69，气流的 攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流， 效率降低，来限制电机发电机的功率输出。为了 提高风电机组在低风速时的效率，通
常采用双速电机发电机。在低风速段运行的，采 用小电机使桨叶具有较高的气动效率，提高电机 发电机的运行效率。失速调节型的优点是失速调 节简单可靠，当风速变化引起的输出功
率的变化只通过桨叶的被动失速调节而控制系统 不作任何控制，使控制系统大为减化。 2变桨距调节型风力电机发电机组 变桨距是指安装在轮载上的叶片通过控制改变其 桨距
63”科技攻关顶目。本文针对当前并网型风力电 机发电机组的几种功率凋节控制技术进行了介绍。 l定桨距失速调节型风力电机发电机组 定桨距是指桨叶与轮载的连接是固
定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶 的迎风角度不能随之变化。失速型是指桨叶翼型 本身所具有的失速特性，当风速高于额定风速69， 气流的攻角增大到失速条件，使桨
系统采用变桨距调节。在低风速肘，将桨叶节距 调节到可获取最大功率位置，桨距角调整优化机 组功率的输出；当风力机发出的功率超过额定功 率后，桨叶节距主动向失速方向调节，
将功率调整在额定值以下，限制机组最大功率输 出，随着风速的不断变化，桨叶仅需要微调维持 失速状态。制动刹车时，调节桨叶相当于气动刹 车，很大程度上减少了机械刹车对传动
叶的表面产生涡流，效率降低，来限制电机发电 机的功率输出。为了提高风电机组在低风速时的 效率，通常采用双速电机发电机。在低风速段运 行的，采用小电机使桨叶具有较高的气
动效率，提高电机发电机的运行效率。失速调节 型的优点是失速调节简单可靠，当风速变化引起 的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而 控制系统不作任何控制，使控制系统大
，同时在高风速段保持功率平稳输出。缺点是结 构比较复杂，故障率相对较高。 3主动失速调节型风力电机发电机组
矩使转速跟随风速变化，保持最佳叶尖速比以获 得最大风能；在额定风速以上时，采用变速与桨 叶节距双重调节，通过变桨距系统Байду номын сангаас节限制风力 机获取能量，保证电机发电机功率输出
的稳定性，获取良好的动态特性；而变速调节主 要用来响应快速变化的风速，减轻桨距调节的频 繁动作，提高传动系统的柔性。变速恒频这种调 节方式是目前公认的最优化调节方式，
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桨叶做的较为轻巧。桨距角可以随风速的大小而 进行自动调节，因而能够尽可能多的吸收风能转 化为电能，同时在高风速段保持功率平稳输出。 缺点是结构比较复杂，故障率相对较高
。 3主动失速调节型风力电机发电机组 将定桨距失速调节型与变桨距调节型两种风力电 机发电机组相结合，充分吸取了被动失速和桨距 调节的优点，桨叶采用失速特性，调节
当电机发电机输出功率达到额定功率以后，调节 系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使 电机发电机的输出功率保持在额定功率。随着风 电控制技术的发展，当输出功率小于额
定功率状态时，变桨距风力电机发电机组采用技 术，即根据风速的大小，调整电机发电机转差率， 使其尽量运行在最佳叶尖速比，优化输出功率。 变桨距调节的优点是桨叶受力较小，
角的大小。其调节方法为：当风电机组达到运行 条件时，控制系统命令调节桨距角调到45”，当 转速达到一定时，再调节到0“，直到风力机达 到额定转速并网发电；在运行过程中
，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在 0°位置不变，不作任何调节；当电机发电机输 出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功 率的变化调整桨距角的大小，使电机发电
随着计算机技术与先进的控制技术应用到风电领 域，并网运行的风力发电风力发电控制技术得到 了较快发展，控制方式从基本单一的定桨距失速 控制向变桨距和变速恒频控制方向
发展，甚至向智能型控制发展。作为风力资源较 为丰富的国家之一，我国加快了风电技术领域的 自主开发与研究，兆瓦级变速恒频的风力电机电 机发电机电机组国产化已列入国家“8
系统的冲击。主动失速调节型的优点是其言了定 奖距失速型的特点，并在此基础上进行变桨距调 节，提高了机同频率后并入电网。机组在叶片设 计上采用了变桨距结构。其调节方法是
：在起动阶段，通过调节变桨距系统控制电机发 电机转速，将电机发电机转速保持在同步转速附 近，寻找最佳并网时机然后平稳并网；在额定风 速以下时，主要调节电机发电机反力转
也是未来风电技术发展的主要方向。变速恒频的 优点是大范围内调节运行转速，来适应因风速变 化而引起的风力机功率的变化，可以最大限度的 吸收风能，因而效率较高；控制系统采
取的控制手段可以较好的调节系统的有功功率、 无功功率，但控制系统较为复杂。随着计算机技 术与先进的控制技术应用到风电领域，并网运行 的风力发电风力发电控制技术得到了较