风力发电机组的并网
风力发电机并网存在的问题
风力发电机并网存在的问题因风力发电机为异步发电机，而异步发电机在并网瞬间会产生较大的冲击电流，（约为异步发电机额定电流的4——7倍），并使大雾电压瞬间下降（对大电网影响较小），随着风力发电机组单机容量的不断增大，这种冲击电流，对发电机自身部件的安全及对电网的影响也愈加严重。
过大的冲击电流，有可能使发电机与单位连接的回路中的自动开关断开；而电网电压的较大幅度下降，则可能会使低电压保护动作，从而导致根本不能并网。
通过晶闸管软并网：这种方法是在异步发电机定子与电网之间，通过每相串入一只双向晶闸管连接起来，三相均有晶闸管控制，双向晶闸管的两端与并网自动开关的动合触头并联，接入双向晶闸管的目的，是将发电机并网瞬间的冲击电流控制在允许的限度内。
通过控制晶闸管的导通角，将风机并网瞬间的冲击电流限制在规定的范围内（一般1.5——2倍），从而得到一个平滑的并网暂态过程。
直驱式风力发电机需考虑谐波问题当前风机并网的方式是：当发电机转速接近同步转速时，与电网直接相连的双向可控硅在门极触发脉冲的控制下按0、15、30、45、60、75、90、120、150、180导通角逐步打开，冲击电流将并网电流限制在2倍电机额定电流以内。
可控硅完全导通后，转速超过同步转速进入发电状态。
旁路接触器将双向可控硅短接，风机进入稳态运行阶段。
影响风力发电机产生波动和闪变的因素有很多，随着风速的增大，风电机组产生的电压波动和闪变也不断增大。
并网风机在启动、停止和发电切换过程中也产生电压波动和闪变。
风电机组公共连接点短路比越大，风电机组引起的电压波动和闪变越小。
另外，风电机组中的电子控制装置如设计不当，将会向电网注入谐波电流，引起电压波形发生不可接受的畸变，并可能引发有谐振带来的潜在问题。
异步电动机作为发电机运行时，没有独立的励磁装置，并网前发电机本身没有电压，因此，并网必然伴随一个过渡过程，流过5—6倍额定电流的冲击电流。
一般经过几百毫秒后转入稳态。
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。
风电发电机并网的方式讲解
控制系统
电网
空载并网的优点
通过对发电机转子交流励磁电流的调节 与控制，就可在变速运行中的任何转速 下满足并网条件，实现成功并网，这是 这类新型发电方式的优势所在。
很好的实现了定子电压的控制，实现简 单，定子的冲击电流很小，转子电流能 稳定的过渡，
b.带独立负载的并网方式
并网前发电机带负载运行，根据电网信息和定子电 压、电流对风力发电机进行控制。
此时自动并网开关尚未动作，发电机通 过双向的晶闸管平稳的接入电网。发电 机平稳运行后，双向晶闸管出发脉冲自 动关闭。发电机输出电流不再经过双向 晶闸管而是通过已闭合的自动开关触点 流向电网。
两种软并网的差异
第一种方式所选用的是高反压双向晶闸管的电 流允许值比第二种方式的要大得多。这是因 为第一种方式要考虑到能达到发电机的额定 电流值，第二种方式只要通过略高于发电机 空载时的电流就可以满足要求。但需要采用 自动并网开关，控制回路也略显复杂。
对电网时刻控制要求精确，若控制不当，则有 可能产生较大的冲击电流，以致并网失败。
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恒速恒频异步风力发电机及其并网方式及 特点
主要内容：
异步风力发电机的并网方式
a.恒速笼型异步风力发电机系 统
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异步发电机的并网结构
异步风力发电机的并网方式
直接并网方式 准同步并网方式 捕捉式准同步快速并网 降压并网方式 软并网方式
降压并网图示
异步电 机
电抗器
电网
无 功 补 偿
软并网（SOFT CUT-IN）技术
采用双向晶闸管的软切入法，使异步发电机并网， 其连接方式有两种
1，异步风力发电机通过(或双向)晶闸管软切入装置 与电网直接相连，异步风力发电机在接近同步速时， 晶闸管的控制角在1800一0o之间逐渐同步打开，晶 闸管的导通角也在0o一1800之间逐渐同步打开，当 异步风力发电机滑差为零时，晶闸管全部导通，这 时短接已全部导通的晶闸管，异步风力发电机输出 电流直接流向电网，风电机组进入稳态运行阶段。
风力发电并网 流程
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在开展风力发电并网之前，有诸多准备工作需要完成。
风力发电机组的并网
风力发电机组的并网当平均风速高于3m/s时，风轮开头渐渐起动；风速连续上升，当v4m/s时，机组可自起动直到某一设定转速，此时发电机将按掌握程序被自动地联入电网。
一般总是小发电机先并网；当风速连续上升到7～8m/s，发电机将被切换到大发电机运行。
假如平均风速处于8～20m/s，则直接从大发电机并网。
发电机的并网过程，是通过三相主电路上的三组晶闸管完成的。
当发电机过渡到稳定的发电状态后，与晶闸管电路平行的旁路接触器合上，机组完成并网过程，进入稳定运行状态。
为了避开产生火花，旁路接触器的开与关，都是在晶闸管关断前进行的。
(一)大小发电机的软并网程序1)发电机转速已达到预置的切人点，该点的设定应低于发电机同步转速。
2)连接在发电机与电网之间的开关元件晶闸管被触发导通(这时旁路接触器处于断开状态)，导通角随发电机转速与同步转速的接近而增大，随着导通角的增大，发电机转速的加速度减小。
3)当发电机达到同步转速时，晶闸管导通角完全打开，转速超过同步转速进入发电状态。
4)进入发电状态后，晶闸管导通角连续完全导通，但这时绝大部分的电流是通过旁路接触器输送给电网的，由于它比晶闸管电路的电阻小得多。
并网过程中，电流一般被限制在大发电机额定电流以下，如超出额定电流时间持续 3.0s，可以断定晶闸管故障，需要平安停机。
由于并网过程是在转速达到同步转速四周进行的，这时转差不大，冲击电流较小，主要是励磁涌流的存在，持续30～40ms。
因此无需依据电流反馈调整导通角。
晶闸管根据0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°、180°导通角依次变化，可保证起动电流在额定电流以下。
晶闸管导通角由0°大到180°完全导通，时间一般不超过6s，否则被认为故障。
晶闸管完全导通1s后，旁路接触器吸合，发出吸合命令1s内应收到旁路反馈信号，否则旁路投入失败，正常停机。
风电并网实施方案
风电并网实施方案风电并网是指将分布在不同地点的风力发电机组与电力系统相连接，实现风电发电与电网之间的有效连接和运行。
风电并网实施方案是风电项目建设的重要环节，其合理性和可行性直接关系到风电项目的运行效率和安全稳定。
本文将就风电并网实施方案进行详细阐述。
首先，风电并网实施方案需要充分考虑当地的风资源情况和电力系统的接入能力。
在选择风电项目的并网点时，需充分考虑当地的风资源分布情况，选择风能资源丰富、风速稳定的区域，以确保风电发电量的稳定性和可预测性。
同时，还需要对当地电力系统的接入能力进行评估，确保风电项目的并网不会对电力系统造成过大的冲击，保障电网的安全稳定运行。
其次，风电并网实施方案还需要考虑风电项目的技术特点和并网设备的选型。
在风电项目的并网方案设计中，需要充分考虑风电机组的技术特点和并网设备的选型，确保风电机组与电力系统之间的匹配性和稳定性。
同时，还需要合理设计并网系统的保护控制方案，确保在风电项目发生故障时能够及时隔离，保障电力系统的安全稳定运行。
另外，风电并网实施方案还需要考虑风电项目的运行管理和维护保养。
在风电项目并网后，需要建立完善的运行管理制度，确保风电项目的安全稳定运行。
同时，还需要进行定期的设备检修和维护保养，延长风电设备的使用寿命，提高风电项目的经济效益。
最后，风电并网实施方案还需要考虑风电项目的环境影响和社会效益。
在风电项目并网前，需要进行环境影响评价，确保风电项目的建设和运行不会对当地的生态环境造成影响。
同时，还需要充分考虑风电项目对当地经济和社会的促进作用，制定合理的社会效益评估方案，确保风电项目的可持续发展。
综上所述，风电并网实施方案是风电项目建设的重要环节，其合理性和可行性直接关系到风电项目的运行效率和安全稳定。
只有充分考虑当地的风资源情况和电力系统的接入能力，合理设计并网方案和并网设备选型，建立完善的运行管理制度，考虑环境影响和社会效益，才能确保风电项目的顺利并网和安全稳定运行。
风力发电机并网 原理 PPT
• 2. 网侧变频器接触器闭合(S6)。网侧变频 器接触器闭合，同时预充电接触器断开， 能量从网侧经变频器至直流母排，母排 电压为1050DC，网侧变频器提供系统所 需无功能量，包括变压器、高频滤波装 置等。
• 3. 电机侧变频器启动(S7)。网侧变频器电 流80A左右，电机侧变频器电流20A左右。
• 2.风机达到并网转速，同时网侧变频器及 5Q2检测电压等条件达到并网条件，网侧 接触器合，预充电接触器分。
• 3. 5Q1和5Q2检测5Q3两侧电压、频率等 并网条件，如条件达到5Q3合，风机并网
• 4. 同步(S7-syn)。风机转速达到12001400rpm，电机侧变频器注入140A电流， 电机定子侧电压达到690V。
• 5. 定子接触器闭合，发电(S8)。定子电压 幅值、相位、频率与电网电压近乎一致， 定子接触器闭合，风机并网发电。
三、GE风机并网方式简介
• 1. 预充电：预充电接触器MA吸和，变频 器直流母排充电至970DC左右，机侧变 频器工作，母排直流电压经机侧变频器 逆变对发电机转子加电压。
二、华锐风机并网方式简介
• 1. 预充电(S2)：防止高频滤波器件过流。 预充电接触器吸和，变频器直流母排充 电至970DC左右，网侧变频器工作，母 排直流电压经网侧变频器逆变使A点电压 渐升为690AC，且电流值为57A。如果没 有预充电环节，直接吸和网侧接触器， 会使A点瞬间过电流。
大家有疑问的，可以询问和交流 可以互相讨论下，但要小声
此时输入转子电流的频率fr1为：
fr1=P·nr1/60=p(ns-nr2)/60=P·ns·S/60=S·fs
式中：S—转子滑差 fs---工频
上式表明：当发电机的转子以不同的转速 （滑差为S）运行时，只要根据转子转速的变 化来调节输入转子电流的频率，使变频器在转 子三相对称绕组中随时输入滑差频率fr1的电流， 就可以在发电机气隙中形成同步速度的旋转磁 场，在定子绕组中产生恒定频率的电势，满足 其并网运行的要求。
风力发电机组的并网装置
风力发电机组的并网装置随着全球对可再生能源的需求越来越高，风力发电成为其中一个备受关注的领域。
风力发电机组的并网装置是连接风力发电机组和电网之间的必不可少的设备，其作用是将风力发电机组产生的电能稳定地接入电网，以满足用户的能源需求。
风力发电机组的工作原理风力发电机组主要由风轮、变速箱、电机、发电机、控制系统和并网装置组成。
当风力发电机组受到风力作用时，风轮开始旋转。
通过变速箱的调节，将转速调整为适当的数值，以驱动电机带动发电机进行发电。
发电机在旋转过程中将机械能转化为电能，经过变压器升压后，输入到并网装置中。
并网装置的作用并网装置是将风力发电机组产生的电能接入电网的必不可少的设备。
其最主要的作用是控制风力发电机组输出的电能，以确保电能的安全、稳定地注入到电网中。
并网装置能够识别并适应电网的电压、频率和电源特性，从而使风力发电机组的输出与电网同步。
并网装置的组成一般而言，风力发电机组的并网装置主要由以下几个部分组成：1. 电缆系统电缆系统主要包括电缆、接头、附件等组成部分。
电缆是连接风力发电机组和电网之间的媒介，电缆数量和长度因发电机容量和距离而异。
保证电缆系统质量和安全，对于电力传输的稳定性至关重要。
2. 控制器控制器是并网装置的核心部分，其具有时序控制、保护功能和通信接口。
控制器能够识别电网电压、频率等特性，同时能够对电网失稳、变化等情况做出响应。
在电网发生故障时，控制器会自动切断风力发电机的输出，以保证用户安全。
3. 变流器变流器是将产生的交流电转化为直流电，在同步电机后产生的电势，是并网装置的核心部分。
变流器能够根据电网电压和频率调整输出电压和频率，以确保和电网同步。
4. 隔离器隔离器主要是为了保护风力发电机组和电网的相互独立，从而避免风力发电机组或电网发生故障时互相影响。
隔离器能够隔离发电机组和电网，从而保证电网的稳定和安全。
总体而言，风力发电机组的并网装置是连接风力发电机组和电网之间的必不可少的设备。
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风力发电机组的并网
2008年07月23日星期三 09:23
当平均风速高于3m/s时，风轮开始逐渐起动；风速继续升高，当v>4m/s时，机组可自起动直到某一设定转速，此时发电机将按控制程序被自动地联入电网。
一般总是小发电机先并网；当风速继续升高到7～8m/s，发电机将被切换到大发电机运行。
如果平均风速处于8～20m/s，则直接从大发电机并网。
发电机的并网过程，是通过三相主电路上的三组晶闸管完成的。
当发电机过渡到稳定的发电状态后，与晶闸管电路平行的旁路接触器合上，机组完成并网过程，进入稳定运行状态。
为了避免产生火花，旁路接触器的开与关，都是在晶闸管关断前进行的。
(一)大小发电机的软并网程序
1)发电机转速已达到预置的切人点，该点的设定应低于发电机同步转速。
2)连接在发电机与电网之间的开关元件晶闸管被触发导通(这时旁路接触器处于断开状态)，导通角随发电机转速与同步转速的接近而增大，随着导通角的增大，发电机转速的加速度减小。
3)当发电机达到同步转速时，晶闸管导通角完全打开，转速超过同步转速进入发电状态。
4)进入发电状态后，晶闸管导通角继续完全导通，但这时绝大部分的电流是通过旁路接触器输送给电网的，因为它比晶闸管电路的电阻小得多。
并网过程中，电流一般被限制在大发电机额定电流以下，如超出额定电流时间持续3.0s，可以断定晶闸管故障，需要安全停机。
由于并网过程是在转速达到同步转速附近进行的，这时转差不大，冲击电流较小，主要是励磁涌流的存在，持续30～40ms。
因此无需根据电流反馈调整导通角。
晶闸管按照0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°、180°导通角依次变化，可保证起动电流在额定电流以下。
晶闸管导通角由0°大到180°完全导通，时间一般不超过6s，否则被认为故障。
晶闸管完全导通1s后，旁路接触器吸合，发出吸合命令1s内应收到旁路反馈信号，否则旁路投入失败，正常停机。
在此期间，晶闸管仍然完全导通，收到旁路反馈信号后，停止触发，风力发电机组进入正常运行。
(二)从小发电机向大发电机的切换
为提高发电机运行效率，风力发电机采用了双速发电机。
低风速时，小发电机工作，高风速时，大发电机工作。
小发电机为6极绕组，同步转速为
1000r/min，大发电机为4极绕组，同步转速1500r/min小发电机向大发电机切换的控制，一般以平均功率或瞬时功率参数为预置切换点。
例如NEGMicon 750kW机组以10min平均功率达到某一预置值P1或4min平均功率达到预置值P2为切换依据。
采用瞬时功率参数时，一般以5min内测量的功率值全部大于某一预置值P1，或lmin内的功率全部大于预置P2值作为切换的依据。
执行小发电机向大发电机的切换时，首先断开小发电机接触器，再断开旁路接触器。
此时，发电机脱网，风力将带动发电机转速迅速上升，在到达同步转速1500r/min附近时，再次执行大小发电机的软并网程序。
(三)大发电机向小发电机的切换
当发电机功率持续10min内低于预置值P3时,或10min内平均功率低于预置值P4时，将执行大发电机向小发电机的切换。
首先断开大发电机接触器，再断开旁路接触器。
由于发电机在此之前仍处于出力状态，转速在1500r/min以上，脱网后转速将进一步上升。
由于存在过速保护和计算机超速检测，因此，应迅速投入小发电机接触器，执行软并网，由电网负荷将发电机转速拖到小发电机额定转速附近。
只要转速不超过超速保护的设定值，就允许执行小发电机软并网。
由于风力机是一个巨大的惯性体,当它转速降低时要释放出巨大的能量，这些能量在过渡过程中将全部加在小发电机轴上而转换成电能，这就必然使过渡过程延长。
为了使切换过程得以安全、顺利地进行，可以考虑在大发电机切出电网的同时释放叶尖扰流器，使转速下降到小发电机并网预置点以下，再由液压系统收回叶尖扰流器。
稍后，发电机转速上升，重新切人电网。
国产
FD23—200/40kW风力发电机组便是采用这种方式进行切换的。
NEGMicon750/200kW风力发电机组也是采用这种方式进行切换的。
(四)电动机起动
电动机起动是指风力发电机组在静止状态时，把发电机用作电动机将机组起动到额定转速并切人电网。
电动机起动目前在大型风力发电机组的设计中不再进入自动控制程序。
因为气动性能良好的桨叶在风速v>4m／s的条件下即可使机组顺利地自起动到额定转速。
电动机起动一般只在调试期间无风时或某些特殊的情况下，比如气温特别低，又未安装齿轮油加热器时使用。
电动机起动可使用安装在机舱内的上位控制器按钮或是通过主控制器键盘的起动按钮操作，总是作用于小发电机。
发电机的运行状态分为发电机运行状态和电动机运行状态。
发电机起动瞬间，存在较大的冲击电流(甚至超过额定电流的10倍)，将持续一段时间(由静止至同步转速之前)，因而发电机起动时需采用软起动技术，根据电流反馈值，控制起动电流，以减小对电网冲击和机组的机械振动。
电动机起动时间不应超出60s，起动电流小于小发电机额定电流的3倍。