并网风力发电系统
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。
6
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。
风力发电并网系统的控制和优化策略
风力发电并网系统的控制和优化策略摘要：随着绿色、环保理念逐渐深入人心，新能源技术的发展和应用在当今社会背景下越来越引起重视，风机发电技术则是新能源领域的重要发展方向。
以风力发电技术为基础，结合国家电网构建并发展并网系统，对于我国未来整体能源结构的调整是十分有利的，但应采取何种运行原理、采取何种运行措施，还需结合实际情况制定相应的控制预案并不断进行优化。
关键词：新能源技术；并网系统；风力发电引言：当前我国大力倡导绿色保护环保的理念，在这样的社会背景下，新能源的开发与充分应用更是成为社会关注的重点话题。
作为新能源的一类重要分支，如何有效开发并充分应用风力发电资源便也成为了一个重点关注问题。
并网系统是提高风力发电运行质量的有效措施，在构建或优化并网系统时，则需要基于风力发电的基本要求和运行原理来进行控制优化。
一、风力发电技术与其并网系统概述作为清洁、可再生能源的一种，风能受到了人们广泛的关注，风力发电技术也获得了很大的发展。
风力发电技术的原理是通过风能带动叶轮的旋转，带动发电机的运动进行发电。
根据现在的风机发电技术，只需要3m/s的微风便可实现发电。
相对于传统的火力发电技术，风力发电过程不需要能耗，也不会产生污染和辐射，因此获得了人们广泛的认可，尤其是近些年人们对新能源技术越来越重视，促进了风力发电技术的进一步发展。
要想风电电力能够顺利并入主电网，要求发电频率与电网频率必须保持一致。
根据风力发电所采用的技术和设备不同，可将风力发电分为恒速和变速两种形式，两种发电形式的频率都能保持稳定。
其中，恒速发电形式下对发电机运行速度要求十分严格，目前大多采用异步感应发电机技术来实现；而变速发电技术使用的则是电子变频器对发电频率进行控制。
二、风力发电并网系统的基础架构在风力发电并网系统中，微网系统是其中一个重要组成部分。
它的应用优点是当电网在运行过程中遇到了一些问题时，该系统可以对电网进行自动探测和处理。
微网主要是由小型电源负载结构、电能转换装置、储能装置等构成，在实践中，它们能够充分合理地利用输送到电网的能量，实现能量的合理分配和充分利用，从而提高电力的综合利用率。
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。
风力发电系统设计与并网仿真
风力发电系统设计与并网仿真1. 简介风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源发电方式。
风力发电系统由风机、传动装置、发电机、控制系统和功率转换系统等组成。
设计和仿真是风力发电系统开发过程中至关重要的环节，本文将介绍风力发电系统的设计和并网仿真。
2. 风力发电系统设计风力发电系统设计需要考虑以下几个关键方面：2.1 风机选择风机是风力发电系统的核心组件，选择适合的风机能够提高系统的发电效率。
在选择风机时需要考虑风机的额定功率、转速范围、桨叶材料等因素，并结合实际环境条件进行综合评估。
2.2 传动装置设计传动装置用于将风机的转动能量传递给发电机，设计传动装置需要考虑传动效率、可靠性和成本等因素。
常用的传动装置包括齿轮传动、链条传动和皮带传动等。
2.3 发电机选择选择合适的发电机对风力发电系统的性能至关重要。
常见的发电机类型包括交流发电机和直流发电机，根据系统需求和实际情况选择合适的发电机类型和功率。
2.4 控制系统设计控制系统对风力发电系统的运行和稳定性起着重要作用。
控制系统需要实现风机启停、转速控制、并网控制等功能，保证系统的安全可靠运行。
2.5 功率转换系统设计功率转换系统将发电机产生的电能转化为交流电或直流电，并进行逆变、稳压和滤波等处理。
根据系统需求选择合适的功率转换器和滤波器，确保发电系统输出电能的质量和稳定性。
3. 风力发电系统并网仿真风力发电系统并网仿真是评估系统性能和优化系统设计的重要手段。
通过仿真可以预测风力发电系统的电能输出、稳定性和响应能力等关键指标。
3.1 建立仿真模型在进行风力发电系统仿真前，需要建立系统的数学模型。
模型包括风速模型、风机模型、传动装置模型、发电机模型、控制系统模型和功率转换系统模型等。
3.2 仿真参数设置根据实际场景和系统要求，设置仿真参数。
包括风速、风向、风机转速、发电机负载、并网电压等参数。
3.3 仿真结果分析根据仿真结果分析风力发电系统的性能指标，如电能产出、功率曲线、系统响应速度等，并结合实际需求进行系统设计的优化。
风力发电系统的分类及拓扑
并网型风力发电系统
• 2.B型：有限变速 指可变转子电阻的有限变速风力机，如下图所示。
OptiSlipTM，该技术是Vestas公司在20世纪90年代中期 开始使用。使用绕线感应发电机（WRIG）直接并网；同 样需要电容器组进行无功功率补偿，使用软起动器并网。 由于转子电阻可变使得转差率可变，因此系统的功率输出 稳定，可变转子电阻的大小决定动态速度控制的范围。
接三相转差频率变频器实现交流励磁。部分功率变频器用来进行无功
功率补偿。双馈发电机是指，在控制中发电机的定、转子都参与了励
磁，并且定、转子两侧都有能量的馈送。
• 优点：变频器的容量小，更具经济性，动态速度控制范围快一般为同 步转速的-40%~30%。
• 缺点主要是需要使用滑环和需要有电网故障保护，具有齿轮箱，结构 笨重，易出现机械故障。
特点及其拓扑结构
并网型风力发电系统
• C型：变速含部分功率变频器
•
此类型主要指双馈式感应发电机（DFIG），如下图所示。是含
绕线转子感应发电机（WRIG）和转子电路中部分功率变频器（额定
值约为标称发电机功率的30%）。双馈发电机结构类似于三相绕线式
异步感应电机，具有定、转子两套绕组，定子绕组并网，转子绕组外
The end
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Thank you！
特点及其拓扑结构
并网型风力发电系统
• 4.D型：变速全功率变频器型 • 此类型主要指发电机通过全功率变频器并网的全变速风
力机。发电机主要有绕线转子同步风力发电机（WRSG） 或永磁同步发电机（PMSG），结构图如下图所示。 • 其中一些全变速风力发电机系统省去了齿轮箱，此时需 要直驱多级发电机，其直径较大。
风力发电系统分类：
风力发电机组并网运行
风力发电机组应具备低电压穿越 能力，以保障电力系统的稳定性
。
风力发电机组应配备相应的控制 系统，以实现频率和电压的稳定
控制。
风力发电机组的控制要求
风力发电机组应配备先进的控 制系统，能够根据风速、功率 等因素进行自动调节。
风力发电机组的控制系统应具 备防止飞车和超速保护功能。
风力发电机组的控制系统应能 对机组进行远程监控和操作。
稳定供电
并网运行能够通过风力发 电机组的调节，满足电力 系统的需求，保持电网的 稳定运行。
降低运营成本
并网运行能够降低对传统 能源的依赖，减少对环境 的影响，从而降低运营成 本。
并网运行的分类
直驱式并网运行
直驱式风力发电机组通过 全功率变频器将风能转化 为电能，实现与电网的同 步并网运行。
齿轮箱式并网运行
风力发电机组并网运 行
2023-11-10
目录
• 风力发电机组并网运行概述 • 风力发电机组并网运行的技术要求 • 风力发电机组并网运行的实现过程 • 风力发电机组并网运行的优化建议 • 风力发电机组并网运行的案例分析 • 风力发电机组并网运行的未来发展趋势
01
风力发电机组并网运行 概述
并网运行的定义
齿轮箱式风力发电机组通 过齿轮箱将风能传递到发 电机，实现与电网的并网 运行。
双馈式并网运行
双馈式风力发电机组通过 变流器将风能转化为电能 ，实现与电网的并网运行 。
02
风力发电机组并网运行 的技术要求
电力系统的稳定性要求
风力发电机组应能在各种运行条 件下稳定运行，包括低风速、高
风速、极端气候条件等。
风力发电机组的保护策略
总结词
制定全面的保护策略有助于预防和解决风力发电机组并网运行中可能遇到的问题
风力发电并网系统的电网稳定性分析
风力发电并网系统的电网稳定性分析风力发电作为一种清洁、可再生能源，正逐渐成为世界各国重要的电力资源之一。
然而，由于风能的不稳定性和随机性，风力发电并网系统的电网稳定性一直是该领域的研究重点。
本文将对风力发电并网系统的电网稳定性进行分析。
一、风力发电系统的基本原理风力发电系统由风机、变频器和并网控制器等组成。
风机将风能转化为机械能，通过传动装置驱动发电机旋转产生电能。
电能经过变频器进行变频调速，然后经由并网控制器接入电网。
二、风力发电系统的电网稳定性问题2.1 风能的不稳定性：风速的变化会导致风力发电系统的电力输出产生波动，使得电力供需失衡，影响电网的稳定运行。
2.2 风力发电系统的功率控制问题：由于风力发电系统的输出功率受风速、转子转速和桨距等因素的影响，如何控制风机的输出功率对于电网稳定性至关重要。
2.3 风力发电系统与传统发电系统的整合问题：将风力发电系统与传统发电系统整合在一起时，需要考虑两者之间的协调与平衡，以保证电网的稳定供电。
三、风力发电并网系统的电网稳定性分析方法3.1 功率频率响应分析：通过对风力发电系统的电网频率响应进行分析，可以评估系统对电网频率变化的响应速度和稳定性。
3.2 功率振荡模态分析：通过对风力发电系统的功率振荡行为进行模态分析，可以判断其在电力故障等异常情况下的稳定性和可靠性。
3.3 功率电压响应分析：通过对风力发电系统的电网电压响应进行分析，可以评估系统对电网电压变化的响应速度和稳定性。
四、电网稳定性提升措施4.1 预测控制策略：通过对风速的预测和风机输出功率的控制，可以提前调整风力发电系统的输出，以实现电网稳定供电。
4.2 多能源协调控制策略：将风力发电与其他可再生能源相结合，通过多能源之间的协调与平衡，提高电网的稳定性。
4.3 储能技术的应用：利用储能设备对风力发电系统的电能进行储存，可以在需要时释放储能，平衡电网负荷，提供稳定的电力供应。
五、结论风力发电并网系统的电网稳定性是实现可持续能源发展的关键问题。
风力发电系统并网与稳定性分析
风力发电系统并网与稳定性分析引言随着对可再生能源的需求越来越大，风力发电逐渐成为一种广泛应用的清洁能源技术。
风力发电系统的并网与稳定性是保障其可靠运行的重要因素。
本文将对风力发电系统的并网过程以及稳定性分析进行探讨。
一、风力发电系统的并网过程1. 风力发电系统的组成风力发电系统主要由风力机、变台、变流器、电网等组成。
其中风力机负责将风能转换为机械能，并通过变台将机械能转换为电能，再通过变流器将电能转化为适应电网要求的交流电。
2. 并网条件与要求风力发电系统的并网需要满足一定的条件与要求。
首先，电网的频率、电压和相位应与风力发电系统相匹配，以确保电能能够顺利输送。
此外，与电网的连接点需要符合一定的容量和技术要求，以确保正常运行。
3. 并网过程风力发电系统并网的过程大致分为三个阶段：准备阶段、同步阶段和投入运行阶段。
在准备阶段，风力发电系统与电网进行初步连接，并进行必要的测试和校验。
在同步阶段，风力发电系统需要与电网进行频率、电压和相位的同步。
最后，在投入运行阶段，风力发电系统与电网正式实现互联互通。
二、风力发电系统稳定性分析1. 稳定性定义与指标风力发电系统的稳定性是指系统在面对外部扰动时维持某种稳定的状态的能力。
常见的稳定性指标包括频率稳定性、电压稳定性和功率稳定性。
2. 风力发电系统的稳定性问题风力发电系统的稳定性问题主要包括频率波动、电压波动和功率波动。
由于风力发电的不稳定性，电网会受到风速的影响而频繁波动，给电网的稳定性带来一定的挑战。
3. 稳定性分析方法稳定性分析是评估风力发电系统是否满足电网的要求的重要手段。
常见的稳定性分析方法包括灵敏度分析、模态分析和动态过程仿真等。
通过这些方法，可以对风力发电系统的稳定性进行量化评估，并找出其不稳定的原因和解决途径。
4. 提升风力发电系统稳定性的措施为了提升风力发电系统的稳定性，可以采取一系列措施。
首先，提升风力发电机组的控制策略，使其更好地适应电网需求，降低频率和电压波动。
风力发电机组并网的系统稳定性分析研究的开题报告
风力发电机组并网的系统稳定性分析研究的开题报告一、选题的背景和意义随着环境保护意识的提高，可再生能源逐渐成为一种重要的能源来源。
而风力能作为其中的一种，由于其具有适应性强、无污染、使用寿命长等特点，成为了越来越多国家和地区的重点发展项目。
在风力发电系统中，风力发电机组并网是一种重要的发电方式。
将多个风力发电机组并联并网可以提高系统的发电能力，具有广阔的应用前景。
但是，风力发电机组并网也存在一定的问题，如并网稳定性差、发电量波动等。
在风能资源充足的情况下，多个风力发电机组并联并网，如何保持系统的稳定性，是一个值得探讨的问题。
因此，对于风力发电机组并网的系统稳定性进行研究，有助于指导风力发电系统的建设和改进，并提高其并网效率、稳定性和经济性。
二、研究目标和研究内容研究目标：分析风力发电机组并网的系统稳定性，并提出相应的优化策略，以提高其并网效率、稳定性和经济性。
研究内容：1. 风力发电机组并网的概念和原理。
2. 风力发电机组并网的电力系统模型建立。
3. 风力发电机组并网的系统稳定性分析。
4. 风力发电机组并网的优化策略研究。
5. 仿真验证与结果分析。
三、研究方法本次研究主要采用以下研究方法：1. 文献综述法：通过对相关的文献资料进行梳理与分析，了解风力发电机组并网的现有研究状况及存在的问题，为本研究提供理论与实践参考。
2. 系统分析法：分析风力发电机组并网电力系统的工作原理与影响系统稳定性的因素，建立系统模型，进行稳定性分析。
3. 优化策略研究法：针对系统稳定性存在的问题，提出相应的优化策略，如控制策略、协调控制策略等，以提高并网效率和稳定性。
4. 仿真验证法：基于MATLAB/Simulink软件，对系统模型进行仿真验证，分析仿真结果，验证所提优化策略的有效性。
四、预期成果通过本次研究，预期达到以下成果：1. 确定风力发电机组并网系统的稳定性分析方法，建立系统模型。
2. 分析风力发电机组并网系统的存在问题及原因，提出相应的优化策略。
风力发电并网讲解
2.恒速恒频变桨距型
变桨距是指安装在轮毂上的叶片通过控制可以改变其桨距角的
大小。变桨距系统是大型风电机组控制系统的核心部分之一，对机组
安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。稳定的变桨距控制已
经成为当前大型风力发电机组控制技术研究的热点和难点之一。
恒速恒频变桨距风力发电机
风机的偏航装置
就目前应用范围来讲，风力发电机组一般按调节方式和运行方式可
以分为恒速恒频、变速恒频两种类型。恒速恒频风力发电机组在额定 转速附近运行，滑差变化范围很小，发电机输出频率变化也很小，所 以称为恒速恒频风力发电机组。变速恒频方式通过控制发电机的转速， 能使风力机的叶尖速比(tip speed ratio)接近最佳值，从而最大限度 的利用风能，提高风力机的运行效率。恒速恒频和变速恒频风力发电 系统的基本结构如下图
2，风力发电的现状
利用风能发电始于 19 世纪末，到上世纪 80 年代通过建立大型 风力发电场来大规模利用风能，风力发电运行技术及并网研究也得到 较大发展。自 90 年代以来，风力发电容量以每年平均 22%的速度增 长，近五年的增长速度为 35%~50%，在各种发电方式中风力发电量 增长速度居于首位。下图是世界风力发电装机总容量的发展趋势图， 可以看出，风力发电装机总容量在 1999 年后上升很快，总装机容量 每年都在 20%以上的速度增长，2004 年年底达47.317GW。
目前可控硅软并网方法是目前异步风力发电机组普遍采 用的并网方法。
问题
能否实现风光互补技术，即光伏和风力联合发电并网？ 风力发电装机容量大但实际发电量低，效率低， 粗调与微调相结合 故障检修，工作量大 1.500个风机，现场怎么并网，每一台并网方式是否是 一样，控制方式（变速恒频，恒速恒频） 2.风力发电并网逆变器与太阳能到底有什么差别，功能 上等 3.防止冲击，用电阻和电抗器有什么差别，容量大小选 择与那些因素有关
2MW风力发电并网系统设计及配置
2MW风力发电并网系统设计及配置引言风力发电是一种清洁、可持续的能源，因其简单、高效的发电方式而受到广泛关注。
本文将介绍2MW风力发电并网系统的设计和配置。
系统设计1. 风力发电机组：选用2MW的风力发电机组，具备高风速启动功能，能够有效利用风能进行发电。
2. 主变压器：选择适当的主变压器，将发电机的电压调整到与电网匹配的电压。
3. 逆变器：采用高效的逆变器，将直流电能转换为交流电能，并与电网同步。
4. 电网连接：将逆变器输出的交流电能通过电缆与电网连接，实现对发电功率的输送。
系统配置1. 地理条件：选择合适的地理环境来布置风力发电机组，避开高山、建筑物等遮挡风力的障碍物。
2. 风能资源评估：通过风能测量仪器对风速、风向等参数进行精确测量，评估风能资源的可利用程度。
3. 基础设施建设：根据风力发电机组的布置要求，进行场地平整、基础设施建设等工作。
4. 电力设备配套：配置主变压器、逆变器等电力设备，确保系统运行的稳定性和可靠性。
5. 并网调试：进行针对风力发电并网系统的调试工作，确保系统与电网的稳定连接。
系统优势1. 清洁能源：风力发电系统减少对化石燃料的依赖，减少二氧化碳等温室气体的排放，有助于改善环境质量。
2. 可再生性：风力是一种可再生能源，取之不尽，利用后再生。
3. 经济效益：风力发电系统投入成本相对较低，并有长期的经济效益。
4. 节能效果：风力发电系统能够有效利用自然风能进行发电，节约能源消耗。
结论2MW风力并网系统的设计与配置需要合适的风力发电机组选择、电力设备配置和系统优势的充分考虑。
这样的系统将为社会提供清洁、可持续的能源，并对环境和经济产生积极影响。
风力发电的并网技术
变流器
桨距角度
发电机 发电机转速
桨距驱动
AC DC
电流 PWM 直流电压
DC AC PWM
有功功率和无 直流母线电压
功功率控制
控制
电流
风速 风向
桨叶角控制
转速控制
-启动
-满载时
-半载
-关机
桨距控制
桨距控制模式 风机主控制系统
P 负载曲线 功率因数控制
变流控制系统
刹车控制 偏航驱动
变流控制命令
电网
极数：72 极。
2.4 多发电机型机组
叶片通过紧耦合主轴和单级 多输出轴齿轮箱，驱动多个中 速永磁发电机; 每个发电机有独立的变频 器，输出通过直流母线连接在 一起，再通过网侧逆变装置连 接到电网
６个500ＫＷ 325rpm 永磁同步发电机
4 PART
风力发电机的控制
变速恒频风力发电系统的特点是风力机和发电机的转 速可在很大范围内变化而不影响输出电能的频率。可以通 过适当的控制，使风力机的转速可变，使风力机的尖速比 处于或接近于最佳值，从而最大限度的利用风能。
2.2 多级增速型变速风力发电系统
通过齿轮增速，电 机体积小；增加系 统维护和故障率。 典型的机型是双馈 风力发电机
双馈风力发电机系统结构图
2.3 半直驱型变速风力发电系统
通过1级齿轮增速，电机体积较小；降 低系统维护和故障率，是折中方案。
一级行星齿轮 箱 9：1
发电机转 速：190rpm；
双馈式风力发电机机侧变流器控制原理
双馈式风力发电是在双馈式异步电机的转子中施加转差 频率的电压(或电流)进行励磁,调节励磁电压的幅值、频率和相 位,实现定子恒频恒压输出。当发电机转子旋转频率fm变化时, 控制转子励磁电流频率f2确保定子输出频率f1恒定。设p为极对 数,则有
2MW风力发电并网系统设计及配置
2MW风力发电并网系统设计及配置随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电系统逐渐成为主要的清洁能源之一、2MW风力发电并网系统是一种相对较大规模的发电系统，需要经过细致的设计和配置，以确保其安全稳定的运行。
首先，设计师需要选择适当的风力发电机组。
2MW的发电能力要求较高的发电机效率和可靠性。
常见的选择包括水平轴和垂直轴两种类型。
水平轴风力发电机具有较高的效率和稳定性，适合大规模发电系统。
而垂直轴风力发电机由于其结构特点适用于小规模低风速地区。
其次，在并网系统设计中，必须考虑到系统的稳定性和安全性。
设计师需要合理布置电气设备和相关系统，如变频器、逆变器和控制系统，以确保发电系统和电力系统的稳定运行。
此外，设计师还要考虑电力系统的可靠性和效率，选择适当的变压器、断路器和保护装置，以确保系统能够在外部电网紧急情况下正常运行。
同时，设计师还需要考虑到系统的可持续发展和维护。
2MW发电系统需要定期检查和维护，以确保各个组件和设备的正常运行。
设计师应设计合理的维护计划，并保证设备的易维修性和可替换性。
此外，设计师还应考虑到系统的可升级性和扩展性，以便在未来增加发电量时不需要进行重大改建。
最后，设计师还需要考虑到系统的经济性和环境影响。
在设计和配置风力发电并网系统时，应尽量降低成本，提高发电效率。
合理的系统布局和设备选择可以降低能耗和维护成本。
此外，风力发电并网系统还应注重环境保护，减少对周边环境的影响，如噪音和鸟类安全等问题。
总之，2MW风力发电并网系统的设计和配置需要综合考虑系统的稳定性、安全性、可持续发展性、经济性和环境影响等多个因素。
合理的设计和配置能够确保系统安全稳定地运行，并为清洁能源的利用做出贡献。
风力发电机组并网保护系统设计
风力发电机组并网保护系统设计随着新能源的不断发展，风力发电成为人们关注的焦点之一。
在风力发电产业中，风力发电机组并网保护系统设计至关重要。
本文将探讨风力发电机组并网保护系统的设计原理、关键技术和未来发展趋势。
一、设计原理风力发电机组并网保护系统的设计原理主要包括对风力发电机组的监测、控制和保护。
首先是对风力发电机组运行状态的监测，通过对功率、电流、电压等参数的实时监测，确保机组的安全稳定运行。
其次是控制，根据实时监测到的数据，对风力发电机组进行调节，使其保持在最佳工作状态。
最后是保护，当风力发电机组出现异常情况时，及时采取措施，确保机组和并网系统的安全可靠运行。
二、关键技术1. 数据采集技术：风力发电机组并网保护系统需要实时监测各项参数，因此数据采集技术至关重要。
采用先进的传感器和数据采集设备，能够准确、高效地获取风力发电机组的运行数据。
2. 控制策略：控制策略是保证风力发电机组正常运行的核心技术。
通过设计合理的控制算法和逻辑，保证风力发电机组在各种工况下都能够稳定运行，并且与电网实现有效连接。
3. 故障诊断技术：及时准确地诊断故障，对于保证风力发电机组安全运行至关重要。
采用先进的故障诊断技术，可以有效地提高系统的可靠性和稳定性。
三、未来发展趋势随着风力发电技术的不断发展和完善，风力发电机组并网保护系统将朝着智能化、自动化的方向发展。
未来的发展趋势包括：1. 智能监测：利用人工智能和大数据技术，实现对风力发电机组的智能监测，及时发现并处理潜在故障。
2. 系统集成：将不同部分的保护系统进行集成，提高系统的整体性能和可靠性。
3. 安全性提升：加强对风力发电机组的运行情况的监测和控制，提高系统的安全性和可靠性。
综上所述，风力发电机组并网保护系统设计是风力发电产业中不可或缺的一环。
通过不断提升技术水平和完善设计方案，可以有效保障风力发电机组的安全稳定运行，推动新能源产业的健康发展。
【未完，待续】。
毕业论文（设计）风力发电并网控制系统分析
风力发电并网控制系统分析摘要：风电工程在我国逐渐兴起，以其清洁、可持续等特性颇受人们青睐。
但风力发电易受环境影响而产生波动，由此带来的风电并网问题也必需得到重视。
本文介绍了一种普适性的发电并网控制系统，提供了一种以微网技术为基础的并网控制策略和方式，从环保性与经济性的角度分析了该风电系统的应用范围，并揭示了风电并网控制领域未来的研究方向。
0 引言以风电为主的新能源发电系统在我国已投入使用，且近年来风电场的数量在不断增加。
中国新能源装机比重逐年上升，截至2013年底，全国风电并网容量为77.16GW，2013年全国风电和光伏发电量达140TW·h，相当于一个中等发达省份的用电量。
根据国家可再生能源发展规划，到2020年全国风电装机容量将达到200GW，届时中国的能源结构将发生重大改变，因此必须提前开展相关研究以支撑新能源的大规模发展。
风电等新能源发电受所处环境影响较大，故其所发电力幅值、频率及相位等特征的变化较传统发电系统更大。
当新能源并网的发电量较小时，这种不稳定性对整个电网带来的影响较小，并网时产生的波动可看作负荷预测误差；但当新能源并网的发电量达到一定程度时，其将对整个电网产生影响，如：增大电网调峰、调频的压力；增加电网运行方式安排以及备用容量配置的难度；影响电网的供电质量；影响系统安全稳定性。
此时，基于传统发电的确定性调度管理方式已不再适用，且目前新能源发电调度受政策影响较大，故需针对新能源运行特点及政策要求，运用的调度技术支持手段，建立新的并网控制系统，使电网运行能充分适应大规模新能源发电的特性，提高电力系统新能源利用率。
[1]1 新能源发电并网控制系统框图分析图1 新能源发电并网控制系统框图如上图所示，新能源发电并网系统的控制分为电网和新能源场站两个部分。
电网部分将新能源场站作为一个整体进行管理；而场站部分以整体形式参与电网调度，对场内风电机组及其他设备进行局部管理，通过两方面协调配合以支撑新能源调度。
风力发电并网对电力系统安全的影响及应对措施
一风力发电研究的意义和发展情况1.风能的发电原理。
太阳的热辐射不均匀会造成世界各地大气压力不均，这驱使空气沿着水平方向运动最后形成风。
风力发电原理是风能使发电机的风力叶轮旋转，然后通过齿轮箱使风力发电机转子高速旋转，产生感应电动势。
风力机将风能转换为机械能，然后转换成电能。
2.风力发电的历史。
1887年，第一台小型风力发电机在苏格兰的一栋别墅中安装，用于房间照明。
1888年，美国建筑师查理斯主持设计和建设一个风机转子达17米的大型风机，虽然它的功率只有12千瓦。
世界上第一座风力发电试验基地于19世纪末在丹麦建成，用于对风力发电的研究。
1931年，具有现代化身影的水平轴发电机在苏联克里米亚半岛的雅尔塔建成，它的功率为100千瓦，可以接到当地6.3千伏的电网上。
20世纪30年代的美国，风力发电机在离大城市比较远的地区，特别是西部很受欢迎。
它们不仅可以磨面和提水，还可以发电，它们对这些地区的发展和社会进程产生了非常重要的影响。
我国20世纪80年代才开始接触有关风电方面的技术。
由于风电的技术要求高，我国并未大规模发展风电，当时很多风机都需要从欧美国家进口。
1986年经政府同意，在山东建成了第一个示范性风电场，但当时的发电机组是进口的55千瓦的风电机组。
1989年新疆达阪城和广东南澳风电场成立，并于当年并网发电。
我国政府部门也认识到化石燃料日益枯竭的现状，对风力发电技术，政府也比较重视。
1996年提出大规模发展风电的《乘风计划》，主要是在鼓励发展我国自己的中型风力发电机制造技术，同时也提倡以技贸结合的形式与国外优秀企业合作。
在建设大型风电场的同时，能够吸收它们的技术并消化，从而达到自主研发、设计和制造自己的风电设施的目的。
1998年，新疆金风科技的发展在中国遥遥领先，成为当时我国最好的风力发电机厂家。
3.风力发电的意义和必要性。
由于全球温室效应、环境污染和化石燃料的日益枯竭，目前各国政府的工作之重都是如何最大效益地对各种新能源进行开发和持续利用。
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风力－柴油联合发电系统基本结构组成框图
（1）风力——柴油机并联运行系统
风力—柴油发电并联运行系统是一种基本形式。由风力机驱动 异步发电机，柴油机驱动同步发电机，两者同时运转，并联后 向负载供电。这种系统中柴油发电机一直不停地运转，即使在 风力较强、负荷较小的情况下也必须运转，以供给异步发电机 所需要的无功功率。
•可靠性
•经济性
3. 减少成本的措施
影响风力-柴油互补发电系统成本的因素 风力特性对成本的影响 柴油发电机特性对成本的影响 蓄电池组对成本的影响 减少系统成本的措施 选择好的风能资源地点 要综合考虑选择合适的风力发电机组 合理选择柴油发电机容量， 合理选择蓄电池组容量 注意设备维护，增加系统寿命期 对容量较大的风电机组，主要依靠进口，可申请免税来 降低成本。
（1）风力发电部分
风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力 风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充 电，经过逆变器对交流负载充电。或者直接对直流负载充电。
（2）光伏发电部分 • 光伏发电部分利用 太阳能电池板的光伏效应将光能转换 为电能，然后对蓄电池充电，经过逆变器对交流负载充电， 或者直接对直流负载充电。
风－光互补发电系统的发电和储能配置，应考虑： —负荷的用电量及其变化规律； －蓄电池的能量损失和使用寿命； －太阳能和风能的资源情况。 根据风-光的变化情况，有三种可能的运行模式： 风电机组单独向负载供电； 光伏电池单独向负载供电； 风电机组和光伏电池联合向负载供电。
风能与太阳能随季节、时间、天气等条件的变化差异很大。 为保证供电质量，在单独发电或互补发电系统中都必须配备 储能环节，应用最广泛的是利用铅酸蓄电池的化学储能。 风－光互补发电系统至少由风机、光伏发电、蓄电池和用电负 载等部分组成。系统中由风机、太阳电池和蓄电池联合为用电 负载供电。最简单的风-光互补发电系统如图所示 。
•
风光互补发电系统中，由光伏阵列负责将太阳光辐射转换 成电能，光伏阵列由一系列太阳能电池经过串、并联后组 成。太阳能电池是光伏发电的最基本单元。
（2）光伏发电部分 太阳能电池基本类型 单晶硅太阳能电池 当前发展最快，转换效率最高，可达24%。 多晶硅太阳能电池
其材料制造简便，节约能耗，总的生产成本低，转换效率 12%。 非晶硅太阳能电池
对气象资源利用更充分，在适当的气象条件下可 实现昼夜连续发电，提高可供电的稳定性和可靠 性。 单位容量投资和发电成本低于光伏发电系统。 如果太阳能资源和风资源在时间和强度上互补性 好，则可减少电池组容量，因而减少了运行成本 （蓄电池寿命一般为三年）。
风—光互补发电系统的缺点
与单一系统相比，系统设计较复杂，对控制和资源 要求较高。 由于是两类系统的合成，维护的难度和工作量较 高。 太阳能和风能在时间上的互补特性随地区不同差异 大，有时难以保证完全的连续稳定供电。
（4）风力机——柴油机——蓄电池联合系统
优点： 蓄电池短时间投入运行，可弥补风电的不足，而不
需起动柴油发电机发电来满足负荷所需电能，因此节油效果 较好，柴油机启停次数也可减少。
缺点：投资高，发电成本及电价比常规柴油发电要高。
3. 系统的实用性评价
•节油效果
•建立风力-柴油互补发电系统的一个目的就是节约柴油，所以 节油率是衡量一个风力-柴油互补发电系统是否先进的重要指 标之一。
（2）风力—柴油发电交替运行系统
这种系统通过开关设置，由风力发电机和柴油发电机交替给 用户供电，由于风力的随机波动，故用户要分成不同的优先 级保证供电，优先载荷所需电能总是被保证供给，其他两类 载荷再有在风力较强时才供电。 当风力较弱，对第一类载荷也不能保证供给时，则风力发电 机退出运行，柴油发电机自动启动并投入运行。当风力增大 并足以供给第一类载荷的电能时，则柴油机停机，风力机自 动运行。
（4）逆变系统 逆变器就是把直流电（例如12VDC）逆变成交流电（例如 220VAC）的设备，一般分为独立逆变器和并网逆变器。 （5）直流负载
指以直流电为动力的装置或设备，如直流电动机、高强度 LED发光管等 （6）交流负载
指以交流电为动力的装置或设备，如日常家用电器、交流电 动机。
风—光互补发电系统的优点：
列出
再判别 替换 注明原因、来源
3.计算测风数据的完整率
4. 验证结果
整理出一套至少连续一年的风电场实测逐个
小时风速、风向数据，注明这套数据的完整 率。
（三）数据处理
风速和风功率密度 2. 风速和风能频率分布 3. 风向频率及风能密度的方向分布 4. 风切变指数 5. 绘制风况图Leabharlann 风—光互补发电系统的应用前景
无电农村的生活、生产用电 半导体室外照明中的应用 航标上的应用 监控摄像机电源中的应用 通信基站中的应用 抽水蓄能电站中的应用
2. 风—柴油互补发电系统
风力－柴油联合发电系统的目的是向电网覆盖不到的地区（海 岛、牧区）提供稳定的不间断的电能，减少柴油的消耗，改善 环境污染状况。
作为一条指导原则，风电场布置风电机组时，在盛 行风向上要求机组间隔5~9倍风轮直径，在垂直于 盛行风向上要求机组间隔3~5倍风轮直径。
（二）风电机组尾流效应
风电场尾流影响使发电量减少约5%左右。
第二节 互补运行发电系统概述
互补发电运行系统：由两种以上的能源组成的供电系统，其中 至少有一种能源相对稳定。
第六章 并网风力发电系统
第一节 风电场选址和发电机组的排列
风电场选址
风电场风资源评估
发电机组位置排列及尾流效应
Wasp软件的原理及应用
一、风电场选址
风能资源 地形地貌特征 风力造成的植物变形 受风力影响形成的地貌 向当地居民调查了解 电网连接 地质条件 交通条件 地形条件 社会经济因素
风速玫瑰图 风能玫瑰图 风向玫瑰图
4. 风切变指数
5. 绘制风况图
年风况图
全年的风速和风功率日变化曲线图、风速和风功
率的年变化图、全年的风速频率分布直方图、全 年的风向和风能玫瑰图。
月风况图
各月的风速和风功率日曲线变化图、各月的风向
和风能玫瑰图。
（四）风资源评估
（3）集成风力—柴油发电并行运行系统
优点：风力机可以在变速下运行，可以更好地利用风能。 缺点：交流-直流-交流装置中的电子器件的费用较高，特别 当风力发电机的容量增大时，交流-直流-交流装置及蓄电池 的容量也随之增大，使造价增高。
（4）风力机——柴油机——蓄电池联合系统
这种系统当风力变化时能自动转换，实现不同的运行模式。 当风力较强，来自风力机及柴油机的电能除了向用户负载供 电外，多余的电能经双向逆变器向蓄电池充电；当短时间内 负载所需电能超过了风力及柴油机所提供的电能时，则可由 蓄电池经双向逆变器向负荷提供所欠缺的电能；
二、风电场场址风能资源评估
（一）数据验证 （二）数据修订 （三）数据处理 （四）风资源评估
（一）数据验证
1.
数据检验
完整性检验：数量、时间顺序 合理性检验：范围、相关性、趋势检验
不合理数据和缺测数据的处理 3. 计算测风数据的完整率 4. 验证结果
2.
2. 不合理数据和缺测数据的处理
制造工艺简单，易于加工。转换效率低，而且不够稳定。
（3）控制部分 控制部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄 电池的工作状态进行切换和调节。 把调整后的电能直接送往交流或直接负载； 把多余的电能送往蓄电池组储存； 发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电能送 往负载，保证整个系统工作的连续性和稳定性。
1.
1. 风速和风功率密度
风速和风功率密度 月平均值、年平均值 各月同一钟点平均值、全年同一钟点平均值
2. 风速和风能频率分布
以1m/s为一个风速区间，统计每个风速区
间内风速和风能出现的频率。每个风速区
间的数字代表中间值，如5m/s风速区间为
4.5~5.4m/s。
3.风向频率及风能密度的方向分布
漂浮在海面上的“能源岛”
美国发明家多米尼克·米凯利斯父子共同设计，
综合利用海洋温差能、波浪能和海上风能、太阳能等多种
形式的可再生能源，能全年每天24小时连续运行。
这样的一个能源岛，建造成本超过6亿美元，具有250兆瓦 的发电能力，足够向一个小型城市供电。
尚德电力关于无锡尚德太阳能电力有限公司被申请破产重整 的声明 尚德电力控股有限公司（纽交所股票代码：STP）是一家全 球领先的光伏企业，产品被广泛应用于住宅、商用建筑、工 业和公共设施等领域。尚德电力在中国、瑞士和美国设有区 域总部，管理全球千兆瓦级的生产基地。自成立以来，尚德 电力已经为来自80多个国家的1000多位客户提供了超过 2500万块光伏组件。尚德电力致力于将不断创新的光伏技术 与丰富的自然资源相结合，以实现光伏发电平价上网的目标， 让太阳能这一取之不尽、用之不竭的绿色能源走进千家万户。
风力—柴油发电交替运行系统
系统优点：可以充分地利用电能，柴油机运转的时间得到减少 系统缺点：交替运行会造成短时间内用户供电中断，而柴油机 的频繁启停易导致磨损加快，负荷的频繁通断则可能造成对电 器的危害。
（3）集成风力—柴油发电并行运行系统
将同步风力发电机发出的变频交流电进行交流-直流-交流变 换，获得恒频恒压交流电，然后再与同步柴油发电机并联， 向用户负荷供电。这种系统可以对用户负荷实现连续供电， 在用户负荷不变的情况下，若风速降低，则柴油机自动启动 投入运行；在无风时，则柴油机发电机向负荷供电。
1.风功率密度
2.风向频率及风能密度的风向分布 3.风速的日变化和年变化 4.湍流强度 5.其他气象因素