风力发电机并网模板

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（３）孤岛并网方式：采用这种方式并网前需要形成能量环 路，这个能量环路是这样形成的，首先进行预充电过程，当 风力发电机启动后且发电机转速达到励磁范围时开始励磁， 电网从预充电变压器经直流整流器向双ＰＷＭ变流器的直流 母线电容充电，用以激励整个系统，当定子电压达到额定值 （控制器通过控制电机侧的逆变器使发电机定子发电电压达 到额定值）时，发电机定子输出和转子输入与双ＰＷＭ逆变 器分别连接，形成独立能量环路。当发电机转速达到并网转 速，控制系统将调节发电机电压与电网电压同步，同步后， 并网。综上所述，这种并网方式可分为三个阶段，即励磁阶 段，孤岛运行阶段以及并网阶段。
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四、变速恒频风力发电机组的并网
变速恒频风力发电系统的发展依赖于大容量电力电 子技术的成熟，从结构和运行方面可分为双馈感应发电 机系统和直接驱动的同步发电机系统。变速恒频风力发 电机组实现了发电机转速与电网频率的解耦，降低了风 力发电与电网之间的相互影响，但是它缺点是结构复杂、 成本高、技术难度大。
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1.5MW变速恒频双馈型风电机组
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东方汽轮机厂
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直接驱动的同步发电机及其并网
直驱型风力发电机组是无齿轮箱的 变桨距变速风力发电机组，风轮轴直接 与低速发电机连接。直驱型风力发电机 组要采用全功率变流器。
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直驱型风力发电系统电网连接图
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直驱型风电机组系统图
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风力机直接与发电机相连，可省去增速齿轮箱， 减少风力发电机的体积和重量，也降低噪声和维护费 用。其发电机主要采用低速永磁同步发电机，具有性 能好、效率高、无需励磁、体积小、重量轻的特点。 由于电力电子元件的性能价格比不断提高, 以IGBT为 代表的新型电力电子器件的最大功率已经达到MVA 级, 开关频率达到10kHz, 脉宽调制技术(PWM)的采用 有效地抑制了电力电子器件容易带来的谐波。如果把 这些技术用于同步电机与电网的接口, 可以屏蔽掉风 机固有的随机特性对电网的影响, 提高捕获风能的效 率, 较少对桨叶和驱动轴的应力损伤, 降低空气动力噪 声水平, 改进风机运行的灵活性。
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谢 谢！
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2、准同期并网方式
准同期并网方式 ：采用这种方式时在转速接近 同步转速时，先用电容励磁，建立额定电压，然 后对已建立的发电机电压和频率进行调节和校正， 使其与系统同步。当发电机的电压、频率、相位 与系统一致时，将发电机投入电网运行。
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3、降压并网方式
降压并网方式：采用这种方式时在异步电机与电 网之间串接电阻、电抗器或自耦变压器，以降低 并网合闸瞬间冲击电流幅值及电网电压下降的幅 度。因为电阻、电抗器等要消耗功率，在发电机 并入电网进入稳态时，再将其短接。
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（２）独立负载并网方式：采用这种方式的思路是，并网前发 电机带负载运行，对发电机和负载进行控制，在满足并网条 件时进行并网。这种并网方式的特点是，发电机具有一定的 能量调节作用，降低了对原动机的调速能力要求，但是这种 并网方式控制起来非常复杂，所需要的信息不仅取自于电网 侧，同时还取自于定子侧。
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异步风力发电机并网方式
目前，国内外采用的异步风力发电机的并网方式主
要有以下四种：直接并网，准同期并网，降压并网 以及采用双向晶闸管控制的软切入法的并网方式。
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1、直接并网方式
直接并网方式 ：采用这种方式时要求发
电机的相序与电网的相序相同，发电机 转速接近（一般达到９９％～１００％） 同步转速时即可并网。
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4、双向晶闸管控制的软切入法的并网方式 采用这种方式时在异步发电机定子与电网之间每 相串入一只双向晶闸管，接入的目的是将发电机 并网瞬间的冲击电流控制在允许的限度内。当发 电机达到同步速附近时，发电机输出端的短路器 闭合，发电机组通过双向晶闸管与电网相连，通 过电流反馈对双向晶闸管导通角控制，将并网时 的冲击电流限定在额定电流1.5倍以上，从而得到 一个比较平滑的并网过程，正常运行时，双向晶 闸管被短接。
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直驱型风力发电机组
1 2 3 4 5 6 基座 偏航系统 发电机定子 发电机转子 轮毂 叶片
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直驱型风力发电机组
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1.5 MW直驱型风电机组
首台样机已于 2005 年 5 月安
装投入试运行(国产化率40%) 2007 年， 1.5MW 直驱型风机 已装官厅水库33台（其中有 3台用惠腾叶片）
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双馈式风力发电机及其并网
双馈风力发电机为定子绕组直接接入交流电网，转子绕组由频
率、幅值、相位可调的变流器提供三相低频励磁电流的新型电 机，当转子绕组通过某一频率的交流电时，就会产生一个相对 转子旋转的磁场，此时会在电机气隙中形成一个同步旋转磁场， 转子的实际转速加上交流励磁电流产生的旋转磁场所对应的转 速等于同步转速，从而改变了双馈电机定子电动势与电网电压 向量的相对位置，也即改变了电机的功率角，因此有调节无功 功率出力的能力。
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结束语
近几年中国风电事业高速发展，随着风力发电机组
容量的增大，在并网时对电网的冲击也越来越大。 本文根据发电机组的特点，分别对恒速恒频和变速 恒频风电机组的三种发电机的并网方式进行了初步 的讨论。根据实际情况选择合理的并网技术是一个 非常重要的问题，因为这直接关系到整个电网的正 常运行。
风力发电并网介绍
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一、风力发电机组并网有哪几种方式？
1.大、中型风力发电机组（100千瓦以上，并网型机组）与电力 网并网运行；
2.小型风力发电机（10千瓦到100千瓦）与柴油发电机或其他发 电装置并联互补运行； 3.微型风力发电机（10千瓦以下）主要采用直流发电系统并配 合蓄电池储能装置独立运行。
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双馈异步风力发电机系统
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双馈风力发电机组的并网方式
空载并网，独立负载并
网以及孤岛并网方式。
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（１）空载并网方式：采用这种方式通过引入定子磁 链定向技术对发电机输出电压进行测节。使建立的双 馈发电机定子空载电压与电网电压的频率、相位和幅 值一致，满足并网条件时进行并网操作。
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发电机组并网的四个条件
1. 发电机的频率与系统频率相同。
2. 发电机出口电压与系统电压相同,其最
大误差应在5%以内。 3. 发电机相序与系统相序相同。 4.发电机电压相位与系统电压相位一致。 当满足以上四个条件时，可以合上并网 开关，使发电机组并入系统运行
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二、并网型风力发电机组
根据风力发电机运行特征和运行技术，并 网型风力发电机一般分为： 1、恒速恒频风力发电机。 2、变速恒频风力发电机。
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什么是恒速恒频与变速恒频？
恒速恒频发电机系统是指在风力发电过
程中保持发电机的转速不变从而得到和 电网频率一致的恒频电能。 变速恒频发电机系统是指在风力发电过 程中发电机的转速可以随风速变化,而通 过其他的控制方式来得到和电网频率一 致的恒频电能。
三、恒速恒频风力发电机的并网
优点：恒速恒频风力发电系统具有结构
简单、成本低、过载能力强以及运行可 靠性高等优点，其发电设备主要是异步 风力发电机。 缺点：异步风力发电机在并网瞬间会出 现较大的冲击电流，异步发电机自身不 发无功功率，需要无功补偿。
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恒速笼型异步风力发电机系统