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1、风力发电的并网 张伟 滗褥馔电公镧，江荔戳烘2 l 锄O 摘受：溉畿挎内一种甭懿定瀚貔潮，瓣鬃激雷髓麓装麓戴与蕊它笈魄装谶鬣补遂弦，矮攀痨罐醛凝畿稳定麴魁靛。 飙力发瞧机继爹_ j j 弊步艇魄桃缀，蕊并瓣过稳套产鬟鞍炎瀚i 申诲泡瀛。瓣麓墩系统声蠼鼯响，菠涟怒对姆湖加 以按潮。零文通过铃戳并鬻冲诲邀滤产鍪黝簸鞠，斑渤r 种| = = = i 箭袋熵麴较渤懋遴豹箨嘲方澄一黢囱娜按醚欺投 入滚。使豁湖冲潞逢流明照漩少瓣到较汾警缵瀚并蠲缝襁。零黛蒸予穗棚A 斟翱m u 两k 的魁奄慕绕髓辫鹱释 P s 8 ( P o 锵rs 搭把mB l 酞) ，麓黔嗲笈邀枫巍接并网潋及漾溺双翻嚣挖酸控制赡势獬过
2、程进穆仿粪，势墩稳了 媛麟的教粜。 关键调：飙力漱瞧：款荠网：双陶蚓按礁：赫酮A 影s i 删崩n k tP s B 1 引言 髓界缝济的快速发展嗣激烈竞争，籀能源羧瞧笼其蹙飙奶发电授零目趣受到擞界备阑的臀速爨视。飙 力笈电是种。呱熬的发电方式。随翁太塑枫鳃的技术成熟和产鼹商黯纯进稷，风力发电成本降低已经熟 惫 鞫冀饱授魄零段竟争的能力。磁力授魄不溺耗资源、举河辩琵境，飘簿广阔的发展莉荣。 2 风力发电机系统 风力发魄包禽r 嘲娥缝铡撬械隧鞫溆褫槭能剿魄缝隧个嗽隧的转攥过稷，菠魄枫救箕控制系缝承期了 腐秭能邀转羧锰貉。它霞接嚣晌这个转鼷过程的逶攒方式、徽率翻装麓黠构。 2 1 恒遽懂频发魉机系
3、统 恒逋俏额发嘏桃系统新鬻餍的发翅姚主簧商黼种，糊同黟缴电机和笼燮感魔擞电机。翁嚣运行予瞧机 辍数相缀率所决霆的闽疹转速，感漤则以耥蘸予慝步德魏转遵运行。目茵安装程世释番地飙电场陶教曦枫 组，绝大多数为恒速懈獭辘组。 2 2 变速懂猿发瞧槐系统 溪耀变速恒镰技魄概鬟镜膝，飙力枫可以淑憾蘧运行为变速燧行，可以後飙轮的转速髓风速戮化并缳 捧。* 一个懒定的鼹健叶尖院，键娥力枫的腕隧制磁寨激在颧定风速”F 的整十逡行贼建蕊圈内郝处于鬣犬值， 扶蕊比黼速逗捞莰褥邂多朗能蘸。阏她变速风魄桃缀越裳越投剿风溆羿的壤褫，数锫良好的斑用翁最。 本文。叠辫针对陋速恒额黼力发电搬缀的并网方泣进抒研究。 3 恒速恒频
4、风力发电枕组的并网 3 1 同步发电机的并网速行 风力辚动的阔步发电帆与魄问辩联运纾的漱懿姻闭l 。主婺包括飙力机、增途辫、同步笈泡机、励磁 调节器、溉蹒辫簿。阔步黢电瓿尊电潮黪联合阕馥，内r 避免电流冲击鞠转鞴受剿囊然的毂矩，霜簧满避 定的萍麟条件： 圉，圈掺发电机彀路 程荇湖过程中主瓣捻态嗣满足裁3 个祭辩。 风力发嗽枫组的起磷霸努网避程皴“F ：当溆速连续天6 f 璃动风速( S t = 挝洲) 达嗣”宠制绷1 1 _ f ，飙 陶傣憋嚣测淝矾猫搜偏筑羧劁勰动作，健械力毫瞪财准风巍。渤飙内超过切入飙速e 擞j 匦S p e e d ) 对，浆鼯 掇制器溯节日、 ”蘩躐角链娥力概起动。嬲发
5、电钒被风力雏带到矮近剐步转遽( 霹n c i l f o 惜S p e e d ) 对，踊 嫩渊”笥器潍律，陶发电机挺攥嗣磁，嚣溺帮渤骥电流搜锭电飙的端电聪搂近爹电矧魄匮。在飙力笈魄机被 翻遽扼乎达剿嗣步遮，笈I 电机瀚瞧势或鲻电溉的幅傻将走致与电嗣瞧雏鞠隧。它 频率之阀的微小麓剿辘 馊发电机的端魄愿翻淑嘲泡餍之间的棚健麓谯O 一3 。鹃蘩圃内缀嫒变纯。邋过检测新赡器两铡的魄能麓， 当其为零溅嚣常，J 、时搜麟鼹辫台阐井嬲。念阚聪溺“F 秘憋步倦阂，只磷转子转速接近同步转速就蝌以催发 电枧牵入网步。以董：过摆诳戳通过徽桃麴动检测鞠操作。 这种同步掩嘲方式可激健并网睡的瓣瞵魄流躐至避小，飙力黢电
6、机缀和电嗣受劐瓣冲盘也最小。织是 婺求风力桃调遮嚣调节转速馊艇魄巍壤攀舞淑湖鹱灞的德熬达到允许值时才谮潍释网，艨以砖调速辫的婺 求掇黼。如粱捧网时剿控指不懋，则可能产生鞍_ 走嬲冲蠢电流，撼至静致黪糊必败。藏外，罔步黪阕所需 的控制系统价格较为蹄凌，埘乎小型髋魄褫缎爱幂经济的。簸网步发电概一觳耀“乎大型腻彀娥纽。 3 2 异步发电机的并网运行 辩步发电撬硪戡瞧接鼷入邀湖，也诳激邋过葡授琏调蹶装援与魄湖连接。舞步缀电桃朗溶湖条件蹩； 1 ) 转予转麴与定予旋转磁场转懿致，露辩步发电帆的榈侉与电网栩垮熬； ( 2 ) 授魏桃转速尽可能接近闭步速时捧网。 对于繁= 个条件不是二I 常严格，镌越攘避阐
7、步遮并湖，冲击毂流襞躐的隧阀越缒。 期风速遮刘起动条件时风力辘起动，肄步发电桃被带剽间爹速附近。“觳为始l o o l 嗣步转速) l l 童台闸辫湖。幽乎辩步咆机作为发电机运荐对，搂术察没商翩磁枫褥，必颂簿入电网，才能吸收嗣一b 的无 驹进行励磁。一次，并阁盼妊颁将佟随“个过渡过程，流过5 6 储颥定l 笼流的；噻l 澎电流， 艘零点几秒 蔚碍转入稳恣。舞步发电机并麟到的转速照然时过渡过霹的对阀村定影响，但+ 黢淑说闼题不大，艨以 对贼力发电桃捧网禽阐时的转速饕求不是j S 常严格，并阉沈软麓挚。 对V 较大勰的风力发魄桃缀，曰麓院鞍先进豹努网方法蹩袋羽啜嗣珂控链搅制携辕投入浊。獭飙= i
8、了机 将发电 辘带劐网步逋附近时，发电机输魄瞒的新潞器闭，绶犍电视缀缀淑向韵彳辍礁与电剡涟磺。通过 对双向霹控醴释透角的摭制，褥翳网时的冲击电流控制啊1 5 一一2 德额定电流以内，姨而褥剽一个吃鞍平潜 的弗湖过程。瞬态过穰结窳厥，计葬飒笈出傣号。利用一组搿关将黢翔霹挖醢娥接，状稚绺寨淑力笈电机 的、好湖过摆，进入正常图畿激逡行。 2 豳2 隧铄题? 3 3 无功功率及其补偿 辩5 步靛魄枫溺镬薄聪麴冤功功零主缨跫沟r 融磁篱鐾，眺双为了傲藏定予鞫转予漏磁艨消耗的置功劝 率。举虢陡域米说黢犬、中型辩拶电视锄磁电流约圆糕逛电i i 蓖的2 0 2 5 ，所以励磁所霈的笼 昀功率就遮刘发魂桃蜜鬣的
9、2 0 2 5 ，溯一 ：第二琐舞步黢电机所褥昀憩的瓮功约为黻电机黟爨昀2 5 3 0 。 矮簌泡网羲的负载，殿来说，毖功率因数搦怒薄聪的，髑灞饕藩磁的笼功功率，而接在电阚上的辩 步发魄枧也褥搂藩蕊的茏髓功率，这笼凝糯夔电网上蕻它隧步发瞧祝提供笼功璐攀的负掇，造成不刹影 响。掰以时配鼹辩步魄桃的飚力发魄概，邋常疆深埔魄箨器进行适嬲的无功补僚。瓣电容器的密辩为魅 剿并麟魄容器磁，凝电巍所褥黉的滗功劫率愈Q 降低劐Q = 囊嶝a ，攀因数刚粥c o s 硝大剽c o s ，匙为 ，。- 一 技f 组税残禚均率，E | _ _ i 蠢驹功率翻无功功率Q 龠成，翱咫= 尹2 + Q 2 Q 一( 器一
10、器M 辱i 一辱习 遴常c ：o s a 遗定为O 9 5 左态，娴鞫戚的嗽容器嗽襻为 仁劳濉 装中P 的肇穗为l c W ； 的泽能为觏嚣：的举撼是V ；e 麴荤绽蹙F 。 4 异步发电机并网产生冲赘电流的原因 辩步魄桃露为发呶桃逡褥盱孝，零窃蹙没肖瀚磁机构的，这点与掰步发电飘是攀阐的。异步羧电机必 籁辩入电网，才兢啜收电网上豹滗功进行励磁。睦l 予遵发电概运行方战，所以蔟转予转速也必颁太予迩予 绕组台溅产生的旋转磁场的转逋。浏此，舞步发电概静嗣的条捺邈；黢咆机转予的转融必矮与定予产生的 旋转磁场的方翔棚闯，嗣。转速绥醛5 瞪隧接近。F 躐簿甍分析一下髯步发溆枫簿网畦的暂悉过程。 辩步技电帆
11、的绕缀钮括定予的鑫，b 、c 三棚绕组鞠转予绕缀。转予绕缀可分为黻笼式和绕线式。泛 论针幺形式，从备棚餐它们都遐娥路的，谯并网时迩予绕组臻嗽湖受藏墩构成f ：妇禽绕组。 为繁化分柢，假设： 3 1 ) 肄步发电机搏阏翁定子绕缀矩一O ，仁0 ： 2 ) 捧阏时黔黪发呶概滋剩磁； 3 ) 溆予鞭杰过程时闷，假定转予教不囊，接近阁步速。 当发电机并入呶网的媵闽，宠子绕组豳潞中。根攒磁链守髑艨壤，宠子绕缀磁链鬻像持骤肖陶零状卷， 剿在定予绕组中产生个赢流分缀，以抑镪抖咆赋产懋的磁势， ；i i 持磁链锣懒，蔹凌达式澎： 一 o 、 蠢黧2 蠢占露s 遍( 搿一妒) 闲墩桃墼馊转予转动，定予绕组中存链
12、稳定的突流分爨。产生豹磁疑动力觜动转孑转动，蕻液达式为： f ，骼燃2 j 蕾鑫s i n 矿+ 口一缈) 因转予辩网翁磁链也慰攀状森，则在= i ：网瞬闷，报辫磁链谨憾艨璁，旗辍黯绕缀申产生一个焱减昀赢 流分爨，设赢漉分掇产擞滤磁场矮转予转动殷过激切刹定予绕缀，辩程定予绕缀皆产生个袋减的燮流分 蟹，艇袭达式为：j 、餐番一2 f 。謦番嚣再s 证救簿+ 瑾一p ) J = = 述各式巾，硝台禳瞬闷鹪翱栩戆，伊为发墩撬自奄簿德激抗角。释隧时，舞步赣电飘的捧阀泠纛嗽 流蹙滋以，b 这3 个襞裔戒的，冀滚迓式篷： Z = 霸叫毒占音妇( 搿一伊) 芝k 毒s 凇+ 虞一砌+ 玉嘈鑫占一百s i n
13、 如第十岱一驴) 式中，随流分壤与电橇扮嗣瓣阏旋转磁邋的瓣时值大，l 、翁关，幅蕊与电网电艨成逶比，与穗恣魄抗陂反浅； 暂森爱流分餐韬值大小与静网墩蕊溅正沈，与臀淼魄撬成反比，其冲击电流也主簧荫这两颁合成产生。对 于蛉定的电机，褥悫电抗攫搦芬网瞬绷主磁通Y ：_ ：l ：能穿过转予禳芯。瓣缝空转予铎体漏磁黯霉日定予漏磁嬲 的线路逶过，这样磁鼹l i 抗趱犬瓣每之相对绒的魄抗德就变小，敦缀大小为：一 l 五。屯十1 _ 丁 置。毛 其中，x l 。为定予绕组潮电撬；工脯为气稼旋转磁邋丸太小的励磁电抗；x ：。为转予折算刘定子的满 嘏抗。 褒减时矧常数T ： 1 ) 弓l 起腹漉暂意分楚液减的媛因
14、怒定予绕组激雕民相榈巍的激抗l l 互= 吾 2 ) 燮淹暂卷分髓囊躐的源围魁熊蹙转予绕甄瀚簧繇掩磁链誉褒丽产生的囊减霞瀛分鬟而1 超，蕤馑盅 墼出转予电阻天2 和辫惹s 有美，葜对黼鬻数裘达进： r t ：兰 ! 国R ：，S 逶过以上分析，瓣步艇电机辩网对狰蕊电流豹大小，每蕻豢瘵鞭京电抗霜嚣阚瞻电邋大小肖燕，艇商 效值还岛井网瞵的滑夔蠢关；s 越丈交滋释懑糍减时阔掴鹰虢越长，势网过耩印肖教馕麟犬。转箩菠电枫 鹿接荇列将产生缀犬的冲击嗽漉，箕蠢散傀将遮剿墩桃颡定魄瀛的5 8 倍，这样掩瓣魄隧造成襁丈囤瀚 击，弓l 超翘阴魄蠖的F 降，影响剩葵它设备的逡狰，井念镣皴魄桃镶护掭美动作，缀馊并嘲失
15、缎。吲她， 大型风力发愈桃组必颂聚耀定的曦锲掩阉冲击翘流的撬施，麓“艟橼畦醒熬逡行。 4 5 仿真试验 5 1 异步发电枧并网时不加任何控制播旋 圈3 为并步发电机并阏时不翔薹l 何授捌攒施的电力禳溅。 圈3 撵步黢泡桃H 弗湖畦誉溆j 经何携制搂施的泡力模型 无究大电网聚用3 个理想燮流电愿涿，分鄹代袭滗努大电溅憩A 、B 、C 三= 三栩，捆角依浚o o 、1 2 0 。、 2 4 0 。，频率5 0 H z 。 舞步发电姚一采用裘么值的舞步发泡巍。转予册a 、b 、c 互令端c 缎接。键子例A 、B 、e 三个溺翻 奄笼穷大电湖棚连。转娥值聚用氮值 一l l ，8 7 ) ，输蕊测璧端与
16、覆| I 鬣笼件( A S M M 髓铋豫嘁斌D 嘲粼) 栩连， 测爨； 转予电流( 柚、定予电流( 毛) 、转遵( 妣) 、转炬( 五) 连接阻抗一絮用i 连CB l 拍施( 】 ：联囊路) 模拟 补偿魄容一采蛾l 也CL d ( 串联鼹筒) 模拟，桃端补偿。 S C O p E l 一发电机端与系统之阀的电流。汾裔瞧流斌产生猩谶缝 s e 唧一黢电机端栩与栩阔的瞧疆 旃囊簿例 ( 1 ) 参数 擀步发魄桃一榄程均举3 7 6 4 、狐辚予泡感2 O l Q 滑麓I 线电聪 2 2 0 V 定予电感2 ，O x l 矿Q电内鹰O 獭宰 5 0H z 甄惩 够3 l e 。Q a k 钢鲶电漉0 、O 、O 转子魄附O ，4 3 5Q摩擦系数O 矗b c 裥始电角浚O 。、1
