第四章 初稿.pptx

;运行方式;4.1 定桨恒速风力发电机组的软并网技术;异步发电机的并网方式有;4.1.1 软并网控制系统的结构;结构图：;软并网装置采用晶闸管的优点：;4.1.2 软并网控制系统的主电路分析;1.对于纯电阻负载，晶闸管触发延时角α对输出三相电压的最大移相可控区域为0°~150°;为了便于分析，我们对晶闸管和异步发电机进行简化，由异步电机等效电路计算得到阻抗角ψ与转差率的关系，如图4-3：;注意：以上关系可作为软切入控制中的一个限制条件，但是，该计算仅考虑了工频情况下的电感，而在移相控制中，会存在大量的谐波，使感抗增大，所以在控制上要考虑充分的裕度;4.1.3 软并网装置中晶闸管的触发方式;为保证三相反并联晶闸管正常工作，晶闸管移相触发电路需满足条件：;4.1.4 软并网的控制规律及其对电网的影响;软并网控制应当考虑到一下方面：;软并网控制的主要评价指标;移相角的控制方法：电流内环、速度外环;由图4-5我们可以得出结论：软并网起动时的转速越低，表明当时风速越大，那么，在接近同步转速点时，为防止发电机过速，移相角充分打开的意愿也越强;4.1.5 并网软切入对电网的影响;图4-9 等效简化传输模型;当线路两端电压差不太大，功率传输角较小时，可以求得传输线的电压降落（参见图4-10）为：;以下为一台750KW定桨恒速风力发电机组并网软切入过程的仿真结果;在图4-11中，接入点电压跌落以及从跌落到回升的幅值和相位波动由接入点的电网短路容量比SCR和线路等效电路的阻抗比X/R决定。不难看出，短路容量比越大，即风力发电设备容量占系统容量越少时，系统稳定性越好。;4.2 双馈异步风力发电机组的并网技术;无冲击并网过程：;图4-14 双馈异步风力发电机组并网启动过程;有少量机组采用机组得到启动命令，在变流器未投入工作的情况下，先闭合发电机定子侧的主断路器的方法。而后变桨系统调节叶轮转速逐步上升，此时变流器根据发电机转速、加速度和机组预设要求逐步加大励磁电流的幅值和调节励磁电流频率至稳定状态。;图4-15 WD77/1.5MW 双馈机组并网实测波形;兆瓦级双馈机组运行特性（如图4-16）：;4.2.2 双馈异步风力发电机组的并网控制;忽略定子电阻，将式（4-4）和式（4-5）带入式（3-26）可得：;4.3 永磁同步风力发电机组的并网技术;永磁同步风力发电机组无冲击并网过程：;图4-19 永磁同步风力发电机组并网起动过程;4.4 风力发电机组对电网稳定性的影响;4.4.1 低压穿越能力;因此今年来我国和国外都对风力发电机组的低电压穿越能力做出了强制性规定如图4-21、图4-22;图4-22 国家电网对于低压穿越的要求;（一） 定桨恒速风力发电机组;图4-23 笼型异步发电机暂态稳定性分析;如果故障持续时间过长，转子将持续一直加速，异步发电机失去稳定;（二）变桨恒频风力发电机组;图4-24 双馈异步发电机组的有源Crowbar保护电路;对全功率变换的永磁同步发电机组，发电机与电网隔离，从而对电网故障的适应完全由变流器来实现。电网故障期间永磁同步发电机不从电网吸收无功功率，因而在不进行无功补偿的情况下也不会加剧电网电压崩溃。在电网电压跌落时，电网侧变流器可工作于静止同步补偿器状态，输出动态无功功率。由于同步发电机组所配备的变流器容量等同机组容量，所以发出的无功功率容量也比双馈异步发电机组更大，更有利于电网电压的恢复。;与双馈异步发电机组类同，为泄放发电机的电磁暂态能量，永磁同步发电机组通常在变流器直流侧加设泄放电路来保护变流器和电容，如图4-25;图4-26是电网低电压跌落过程中，风力发电机组输出有功功率和无功功率的变化过程。;在电网电压恢复后，系统能很快恢复正常运行时的有功功率和无功功率，其中无功功率在电压恢复后仍能保持短时间支持电网电压，有功功率一般以固定斜率恢复，这是因为过快恢复容易引起机组传动系统振荡，过慢则影响电力系统的有功功率平衡。;4.4.2 风电场无功功率的控制;风电场配电站一般都具备有载调压、补偿电容器组成静止无功补偿器，从控制速度和控制效果而已，在风力发电机组中直接进行无功调整对于电压稳定的影响是最直接的，风电场的调控设备是在总体上保证电网输出的电能质量的。如果在局部电网中，风电的比例比较高，那么对于风电场的动态调控和在紧急情况下处理能力的要求将成倍增加。通常认为电场的穿透功率极限在10%左右，即风电在局部电网容量中超过这一比例时将无法保证电网的稳定，但这也取决于局部电网的特性和控制能力。 目前，《国家电网公司风电场接入电网技术规定实施细则》中已经提出了对此的相关要求。;4.4.3 风电场有功功率的控制;根据国际电工标准的要求，变速恒频风力发电机组应具有20%~100%额定功率??围内有功功率的连续调节功能。;目前， 《国家电网公