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双馈风力发电机组自动化并网运行的分析 目录 TOC \o "1-9" \h \z \u 目录 1 正文 1 文1：双馈风力发电机组自动化并网运行的分析 1 1风电机组技术的发展 2 2双馈风力发电机组的结构 2 3双馈式风力发电机的运行原理分析 3 4双馈风力发电机组自动化并网运行的策略 4 4.1电压的自动控制策略 4 4.2频率的自动控制策略 4 4.3双馈风力发电机组并网运行的优点 4 文2：风力发电机组并网运行研究 5 第九周 9 第十周 9 第十三周、第十四周 9 第十六周 9 第十七周 9 原创性声明（模板） 11 正文 双馈风力发电机组自动化并网运行的分析 文1：双馈风力发电机组自动化并网运行的分析 引言 风力发电的常见的运行方式有独立运行和并网运行两种，其中并网运行方式是高效、大规模利用风能最为经济的方式。目前商品化的并网型风力发电机组已朝向大容量化发展，因此不同容量等级的风力发电机组可并接至适当的电压层级。如，个别风力发电机组或小型风电场可接至配电系统；大型风电场可接至输电系统等。由于风能具有随机性和间歇性的特点，大容量风力发电机组的并网运行将对电能品质和系统安全造成一定程度的冲击。例如，若采用非同步风力发电机，运行时将从电网吸收无效功率，进而对电网的稳定性、电压等产生不利影响。如何合理地在理论分析的基础上解决这些不利因素，从而保证风力发电并网运行的安全可靠，是目前研究的重要课题。 1风电机组技术的发展 目前，按照发电机运行的方式来分，风力发电系统主要有恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统两大类。恒速恒频技术是指当风力发电机与电网并联运行时，要求风力发电机的频率与电网频率保持一致。恒速恒频指在风力发电过程中，保持发电机的转速不变，从而得到恒定的频率。由于该系统机械结构简单、不易出故障、维护方便，因此一直以来得到了广泛应用。其缺点是运行范围比较窄；不能实现最大风能捕获，风能转换效率低；叶片复杂，重量大，不宜制造大风机；风速变化引起功率变化乃至电网电压的变化，这些对电网的电能质量将产生不利影响。 变速恒频风力发电系统是一种新型风力发电系统，它将矢量控制技术、电力电子技术等引入发电机的控制系统中，从而能够获得高质量的电能。该技术是指在风力发电的过程中，发电机的转速随风速变化而变化，然后通过合适的控制使其发出的电能频率保持不变。变速恒频风力发电系统一般采用同步发电机或双馈发电机，而双馈发电机是目前最具发展潜力的变速恒频风力发电机。 2双馈风力发电机组的结构 双馈风力发电机是三相异步发电机中的一种，是变速恒频风力发电系统的核心组成部分，也是风力发电机组国产化的主要部件之一。其结构类似于绕线式异步发电机，其定子和转子上都有三相对称绕组。所谓双馈风力发电机就是指它的定子和转子两侧都能够馈送电能。它的定子绕组和电网直接相连，转子绕组通过双向变流器和电网相连，双向变流器根据运行要求自动调节转子绕组电源的电压幅值、相位及频率，使得风力发电机组能够实现变速恒频发电，满足并网和用电负荷的要求。双向变流器由网侧变流器和机侧变流器两部分组成，它们是彼此独立控制的。其采用双PWM可逆整流控制系统，中间由电容器相连接，直流侧电容两端的电压要保持恒定。双PWM可逆整流控制系统在任一时刻，一部分起PWM整流器的作用，另一部分起PWM逆变器的作用。 3双馈式风力发电机的运行原理分析 对于双馈式发电机，定子连接供电网络后，转子连接双脉冲调制变流器，接着介入到相应网络。所以在双馈式风力发电机的定子端，如果电力参数没有发生变化，利用双脉冲变流器，即可调节转子端电流。此外，在双馈式发电机的运行流程中，转子部分利用交流，即可完成励磁过程，确保发电机具有较强适应能力、足够稳定性，对降低发电成本十分重要。按照定子和转子的磁场转动速率，双馈式发电机主要包含以下三种运转模式：超同步模式、同步模式、亚同步模式。上述三种工作模式，笔者以变速恒频风力发电系统为例，处于该系统中，发电机定子与电网直接连接，转子通过两个背靠背连接，通过PWM变换器，交直交变换器连接电网。对于双馈电机工作，主要分为超同步、同步阶段，加上转子侧转差功率传递方向存在一定区别。双馈式发电机功率主要分为4个不同状态，次同步电动、次同步发电、超同步电动、超同步发电。假设将定子侧功率设定为P1，转子侧设定为P2，电机机械功率设定为PJ，按照规定，如果定子为电网输送电能，P1值就为正值，由电网吸收电能，则P1值为负值。如果转子通过电网馈送电能，P2值为正值，由电网吸收电能，P2值为负值。如果电机吸收机械功率，PJ值为正值，电机输出机械功率，PJ值为负值。 4双馈风力发电机组自动化并网运行的策略 4.1电