風(fēng)力發(fā)電機的并網(wǎng)運行與脫網(wǎng)保護探討

胡斌

（華銳風(fēng)電科技（集團）有限公司，北京100080）

1 引言

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源、環(huán)境危機是當(dāng)今社會迫切需要解決的問題，常規(guī)能源煤炭、石油、天然氣、核能等都屬一次性非再生能源，不僅資源有限，而且容易造成環(huán)境污染，因此對可再生能源的充分利用，已受到世界各國的高度重視。

風(fēng)是一種用于發(fā)電且潛力很大的新能源，可為當(dāng)今世界經(jīng)濟發(fā)展提供強大的動力支持，全球的風(fēng)能約為2.74×109MW，其中可利用的風(fēng)能為2×107MW，比地球風(fēng)力發(fā)電上可開發(fā)利用的水能總量還要大十幾倍，我國風(fēng)能資源豐富，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約10億kW，其中，海上可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲量約7.5億kW，陸地上風(fēng)能儲量約2.53億kW（陸地上離地10m高度資料計算），共計10億kW，因此中國風(fēng)能儲量很大、分布面廣，開發(fā)利用潛力巨大。

各種能源中，風(fēng)能利用起來是比較簡便的一種，它不象核能發(fā)電需要昂貴設(shè)備還要有嚴(yán)密的防護措施，一但發(fā)生泄露，容易對生態(tài)及人類造成傷害。也不象水力發(fā)電，需要修建大壩利用水的動、勢能，推動水輪機轉(zhuǎn)動發(fā)電的。更不象火力發(fā)電那樣，將煤、天燃氣等從地底下挖掘出來，在鍋爐設(shè)備中進行燃燒。近幾年由于世界經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，對能源的需求量增加很多，但隨著能源的開采貯藏量逐年降低甚至干枯，整個全球?qū)⒚媾R能源缺少的危機，這對今后世界經(jīng)濟發(fā)展，形成巨大的瓶頸。因此必須對電力模式進行思考，形成新的發(fā)展規(guī)劃。風(fēng)是一種清潔的可再生能源，風(fēng)能的利用相對比較簡單，而且機動靈活，因此研究風(fēng)力發(fā)電對節(jié)約能源、保護環(huán)境有著深遠的意義。

2 國內(nèi)外風(fēng)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外風(fēng)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在可再生能源中，風(fēng)能分布較廣，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成本與其它發(fā)電相比較低，因此風(fēng)電是最具吸引力的選擇。據(jù)全球風(fēng)能理事會（GWEC）2011年統(tǒng)計，全球新增風(fēng)電裝機總?cè)萘窟_41GW，全球累計風(fēng)電裝機新增容量達到238GW，實現(xiàn)累計裝機21%年增長率，截止到目前，風(fēng)電裝機遍布75個國家，其中20多個國家裝機容量超過1 000MW，成為能源領(lǐng)域增長最快的行業(yè)。

2008年美國新增裝機容量是8.4GW，總裝機容量達到25GW，正式超過德國24GW位居世界第一，處于世界領(lǐng)先地位。到了2010年，中國異軍突起成為風(fēng)電市場的一匹黑馬，打破了多年被歐美市場壟斷的局面，成為一大亮點。2011年全球風(fēng)電新增裝機容量的絕大部分不是發(fā)生在綜合組織OECD國家，而是出現(xiàn)在風(fēng)電的新市場，拉丁美洲、非洲和亞洲正在拉動全球市場的發(fā)展。

美國風(fēng)能協(xié)會首席執(zhí)行官提出：2011年的裝機容量達到總裝機容量的1/3，最終能達到美國政府提出的要求。到2030年風(fēng)電為美國提供約20%左右的電力預(yù)期目標(biāo)。新增的風(fēng)電裝機在今年能提供大約200 000個美國家庭的用電。

拉丁美洲的風(fēng)電新增裝機達到1.2GW，巴西是處在主導(dǎo)地位。巴西的新增裝機容量達到587MW，總?cè)萘窟_到1.5GW。

印度截止到2011年底裝機容量超過16GW。印度風(fēng)電制造協(xié)會主席提出：2011年印度風(fēng)電新增3 000MW裝機容量，實現(xiàn)了里跨越式的發(fā)展。

2.2 國內(nèi)風(fēng)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國地大物博，資源遼闊，風(fēng)能蘊藏量比較豐富。根據(jù)國家氣象科學(xué)院10m高度層的估算，風(fēng)功率密度全國平均是100W/m2，風(fēng)能的理論可開發(fā)量為32億kW，實際可開發(fā)和利用量為2.53億kW，海上風(fēng)能可開發(fā)和利用量是7.5億kW，總計為10億kW。如果陸上風(fēng)按年等效滿負荷2 500h算，每年可提供6 325億kW時電量，海上風(fēng)按最低年等效滿負荷2 000h計算，每年可提供1.5萬億kW時電量，總計為2.1萬億kW時電量。因此，中國風(fēng)能資源蘊藏潛力巨大，風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景廣闊。

2010年風(fēng)電機總體情況：新增風(fēng)電機組安裝1.3萬臺，裝機容量18.9GW，年同比增長約37%；累計風(fēng)電機組安裝3.4萬臺，裝機容量44.7GW，年同比增長約73%。

3 國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展趨勢

3.1 國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

國內(nèi)風(fēng)電機廠商按照時間順序出現(xiàn)有3個梯隊：第1梯隊是2007年以前就可以批量生產(chǎn)的，華稅、金風(fēng)、東汽、浙江運達，這四家風(fēng)機占當(dāng)年新增裝機容量的61%，其中，浙江運達稍遜于另外3家。第2梯隊是2007年已經(jīng)出樣機，在2008年正式投入生產(chǎn)的天威風(fēng)電、上海電氣、新譽、華創(chuàng)、海裝等。第3梯隊是2008年開始完成樣機的北京北重、國電聯(lián)合、華儀風(fēng)電、廣州英格等

目前，我國風(fēng)電市場存在著三足鼎力的局面，2011年華銳鑄鋼、金風(fēng)科技、東方汽輪共占據(jù)了市場裝機總份額的56.8%。其中華稅裝機累計占行業(yè)23.2%，金風(fēng)裝機累計占行業(yè)的19.7%，東氣裝機累計占行業(yè)的13.9%。但第2階段和第3階段風(fēng)電機廠家，因通過引進新的技術(shù)推出了MW級風(fēng)機，在未來的風(fēng)電市場將會造成激烈的競爭，這對風(fēng)電三龍頭將是一個巨大的挑戰(zhàn)。

3.2 國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展趨勢

3.2.1 風(fēng)電整機行業(yè)發(fā)展趨勢

政府工作報告對新能源發(fā)展的定調(diào)是“加強統(tǒng)籌規(guī)劃，制止太陽能、風(fēng)電等產(chǎn)業(yè)盲目擴張發(fā)展，”目前受到國家政策的影響，整個風(fēng)電行業(yè)發(fā)展逐步減速，回歸理性，即將進入一個調(diào)整期。預(yù)計在2012～2014年這3年風(fēng)電行業(yè)將進入低谷，行業(yè)在洗牌，企業(yè)在整合。可能會在2012年之后的5年內(nèi)，風(fēng)電制造商將有現(xiàn)在的80多家合并整合到到50家左右。

3.2.2 風(fēng)電技術(shù)發(fā)展趨勢

在技術(shù)上的要求會更高，朝著容量大、風(fēng)速低、效率高的方向發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的兩個主要部件：風(fēng)力機向著變漿距調(diào)節(jié)技術(shù)發(fā)展、發(fā)電機向著變速恒頻發(fā)電技術(shù)發(fā)展。在機型上雙饋異步發(fā)電型向緊湊輕量化發(fā)展，無磁輪箱的直驅(qū)方式風(fēng)電系統(tǒng)向高速電機發(fā)展，風(fēng)電機組的控制系統(tǒng)向智能化發(fā)展。

4 風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)運行

4.1 風(fēng)力發(fā)電機的分類

風(fēng)機按氣流進入葉輪后的流動方向，分為離心式風(fēng)機、軸流式風(fēng)機、斜流式風(fēng)機等類型；按壓力分低壓風(fēng)機、高壓風(fēng)機、高壓軸流風(fēng)機等；按比例大小分低比轉(zhuǎn)速、高比轉(zhuǎn)速和中比轉(zhuǎn)速風(fēng)機。按用途分引風(fēng)機、紡織風(fēng)機、消防排煙風(fēng)機等。

4.2 風(fēng)力發(fā)電機的工作原理

風(fēng)力發(fā)電的基本工作原理是通過風(fēng)能→機械能→電能，也就是風(fēng)能通過風(fēng)輪機轉(zhuǎn)換機械能，再有機械能帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電能。目前我國一般采用的是水平軸式風(fēng)力發(fā)電機組，它主要有下面幾部分構(gòu)成：塔架、風(fēng)輪、齒輪箱、發(fā)電機、偏航裝置、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。風(fēng)輪的組成是由2－3個葉片裝在輪轂上，轉(zhuǎn)動的風(fēng)輪在齒輪箱里增加速度后，就將動力傳給發(fā)電機使得風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機械能。將發(fā)電機、增速齒輪箱等這些部件按一定的位置排放到機艙里，通過塌架在把機艙支撐起來。想更好的充分利用風(fēng)能，就需要安裝偏航裝置來識別風(fēng)向，并由電氣控制系統(tǒng)來控制大小齒輪的咬合轉(zhuǎn)動，使機艙總是對著風(fēng)的方向，風(fēng)機的結(jié)構(gòu)不同，工作原理也不同。

目前只有2大類風(fēng)力發(fā)電機組可以投入并網(wǎng)運行，一是定槳定速型，二是變槳變速型。這兩種類型主要采用的發(fā)電機有3種，即雙饋異步發(fā)電機，永磁同步發(fā)電機，籠式異步發(fā)電機（圖1、圖2）。

圖1 三相異步電動機結(jié)構(gòu)

圖2 線型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機接線

雙饋異步電機是指定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組分別接到固定頻率的三相電源和可調(diào)節(jié)頻率的三相電源中，定子繞組直接和電網(wǎng)相連，電子繞組與可調(diào)節(jié)變頻器相連，變頻器一般采用交－直－交形式與電網(wǎng)相連。機組在各種不同的轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)恒頻發(fā)電來滿足并網(wǎng)要求。

S＝（n0－nr）/n0；nr為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，n0為同步轉(zhuǎn)速，f1、f2分別為DFIG電機定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場頻率。n1為定子磁違場轉(zhuǎn)速，n2為轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)速，nr為轉(zhuǎn)子磁場相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，電機穩(wěn)定運行時，必須保證定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場相對靜止，則存在如下關(guān)系：n1＝n2＋nr。

由于f1＝n1/60，f2＝n2/60，

則有：f2＋n1/60＝f1。

發(fā)電機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，可進行調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵磁電流頻率，從而保持定子輸出電能的頻率恒定，此即為變速恒頻運行原理。

當(dāng)發(fā)電機亞同步運行時（nr＜n1），轉(zhuǎn)子繞組相序與定子相同，轉(zhuǎn)子從外部電網(wǎng)吸收電能。

當(dāng)發(fā)電機超同步運行時（nr＞n1），轉(zhuǎn)子繞組相序與定子相反，轉(zhuǎn)子給外部電網(wǎng)輸送電能。

5 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機的并網(wǎng)運行

5.1 同步發(fā)電機的并網(wǎng)

同步發(fā)電機的優(yōu)點是：可以提供無功功率，輸出的電能質(zhì)量相對較高，但它的缺點是，用在發(fā)電機組時，會使轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定，調(diào)速精度差。如不進行控制，重載并網(wǎng)經(jīng)常會發(fā)生無功振蕩和失載。同步發(fā)電機并網(wǎng)時，通常采用兩種方式自動準(zhǔn)同步和自同步并網(wǎng)方式。第1種方法由于風(fēng)速的隨意性較大并購困難。所以都采用第2種方法。但此法在合閘時產(chǎn)生較大的沖擊電流，所以設(shè)計時要克服此缺點（圖3）。

圖3 同步發(fā)電機并網(wǎng)結(jié)構(gòu)

5.2 異步發(fā)電機并網(wǎng)

并網(wǎng)的方式通常采用直接、降壓、軟并網(wǎng)3種方式。風(fēng)力發(fā)電機級采用異步發(fā)電機控制裝置非常簡單，因為它對調(diào)速精度要求不高，只要由原動機拖動至接近同步轉(zhuǎn)速，且電機轉(zhuǎn)動方向與磁場方向一致，就能夠并網(wǎng)。并網(wǎng)后運行狀態(tài)相對穩(wěn)定，不會產(chǎn)生振蕩和失步。但異步發(fā)電機并網(wǎng)時也有缺點，并網(wǎng)瞬間沖擊電流過大造成電壓下降幅度過大，使得安全系數(shù)降低，所以還要提供相應(yīng)的安全保障措施（圖4）。

圖4 異步發(fā)電機并網(wǎng)結(jié)構(gòu)

由于風(fēng)力發(fā)電的固有特性，隨時起動和停止再加上風(fēng)輪存在物理慣性現(xiàn)象，通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速都設(shè)計在20～30r/min。因此，需要有增速器進行控制。由于剛并網(wǎng)時電流過大，就要配置無功補償裝置。

5.3 變速恒頻發(fā)電機的并網(wǎng)運行

5.3.1 交流勵磁變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)

交流勵磁變速恒頻雙饋異步發(fā)電機要想實現(xiàn)并網(wǎng)，需要實現(xiàn)恒頻控制，整個并網(wǎng)過程，就是將電機與變頻器組成的系統(tǒng)采用脈寬調(diào)制技術(shù)進行控制，只需調(diào)整轉(zhuǎn)子電流頻率就可以實現(xiàn)。該方式的優(yōu)點是變頻器的容量不需要很大，并且還可以實現(xiàn)靈活控制有功和無功（圖5）。

圖5 雙饋異步發(fā)電機并網(wǎng)結(jié)構(gòu)

交流勵磁變速恒頻雙饋異步發(fā)電機可在變速條件下進行并網(wǎng)。原因是：發(fā)電機采用交流勵磁后可與電力系統(tǒng)之間形成了“柔性連接”，它可以通過電壓和轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)勵磁電流，從而調(diào)整輸出電壓來滿足并網(wǎng)條件。

定子定壓控制要求是：電網(wǎng)電壓與定子電壓同相位、同頻率、同幅度值。電子觀測器測出的電壓，經(jīng)過3/2轉(zhuǎn)換后得到靜坐標(biāo)系下的定子端電壓U1，然后通過K/P的轉(zhuǎn)換，得到U1矢量位置角θU，又因為電壓U1落后于定子磁鏈?zhǔn)噶喀?90°所以θS＝θU＋90°。經(jīng)過這一角度的轉(zhuǎn)換，保證的電壓相位的一致性。通過測量轉(zhuǎn)子的角速度ωr獲得轉(zhuǎn)子空間相角θr，來進行旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的變換，再利用電網(wǎng)輸入的多種信息對變流器進行調(diào)節(jié)，最終使發(fā)電機輸出電壓滿足并網(wǎng)的指標(biāo)。

5.3.2 變速恒頻直驅(qū)型永磁同步風(fēng)力發(fā)電機組的并網(wǎng)

在舊型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機里，主要有增速箱、發(fā)電機和風(fēng)力機3個部分，轉(zhuǎn)速要求達到1 000～1 500r/min，但實際轉(zhuǎn)速只有在20～200r/min，所以必須靠增速箱來提高轉(zhuǎn)速。增加增速箱不僅噪聲很大而且還要進行設(shè)備維護，從而無形中增加了成本。在新型的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機采用的是永磁同步發(fā)電機，即取消增速箱的直驅(qū)型（圖6）。

圖6 直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)

直驅(qū)型永磁同步風(fēng)力發(fā)電機通過圖6中的控制系統(tǒng)，對3個參數(shù)即有功和無功功率、轉(zhuǎn)子角速度電網(wǎng)電壓相位角的分析研究，能夠有效的控制尖速比，這樣也就能夠獲得最大網(wǎng)能。另外，此電機用銅量較少，而且結(jié)構(gòu)簡單，無滑環(huán)無電刷，運行可靠，大多應(yīng)用在轉(zhuǎn)矩速度快、性能高的場合。

5.4 無刷雙饋電機空載并網(wǎng)

無刷雙饋電機實現(xiàn)的是軟并網(wǎng)，通過轉(zhuǎn)子調(diào)整勵磁電流，可避免合閘時瞬間電流過大，另外它采用的控制系統(tǒng)是收集電網(wǎng)信息來調(diào)整勵磁，保證輸出電壓與并網(wǎng)要求一致。所以，在沒有并網(wǎng)之前，通過電壓傳感器，檢測發(fā)電機和電網(wǎng)之間的功率繞組電壓的幅值、相位、頻率等，并通過調(diào)節(jié)控制勵磁電流，使輸出電壓與其同頻、同幅、同位，達到了并網(wǎng)條件時自動并網(wǎng)運行。

5.5 大容量風(fēng)電機組并網(wǎng)

大容量風(fēng)電機組并網(wǎng)型號有3種：異步電機、雙饋異步電機和直驅(qū)同步，風(fēng)電機級組啟動開始并網(wǎng)時，需要吸收一定的無功功率，因此就需要通過自動無功補償裝置和SVC對此進行補償，正常運行時，普通的異步風(fēng)電機本身配置的都是電容器投切器件，根據(jù)電網(wǎng)的的功率因素可以自動進行補償，整個機組都具備良好的無功連續(xù)調(diào)節(jié)機能，及時保證電壓在允許的波動范圍內(nèi)，完成并網(wǎng)的條件。

6 風(fēng)力發(fā)電機的脫網(wǎng)保護

6.1 低電壓穿越技術(shù)的提出

低電壓穿越（LVRT），指當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，即風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)時，點電壓跌落的時候，風(fēng)機能夠保持與電網(wǎng)聯(lián)接而不間斷的并網(wǎng)，從而為電網(wǎng)自行調(diào)節(jié)贏得時間，甚至要求風(fēng)電場在這一過程中向電網(wǎng)提供一定的無功功率，支持電網(wǎng)恢復(fù)，直到電網(wǎng)恢復(fù)正常。當(dāng)變頻恒速雙饋風(fēng)力發(fā)電機，遇到電網(wǎng)電壓突然下降時，由于與其配套的電力電子變流設(shè)備屬于AC/DC/AC型，很容易造成勵磁裝置損壞，使轉(zhuǎn)子發(fā)生峰值涌流，最終導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機組與電網(wǎng)解列。在過去當(dāng)電機容量較小時，保護轉(zhuǎn)子側(cè)的勵磁裝置，就采取與電網(wǎng)解列的方式，但現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電的容量都很大，與電網(wǎng)解列后會影響整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性，甚至?xí)a(chǎn)生一些設(shè)備連鎖故障，于是，國外的專家就提出了風(fēng)力發(fā)電低電壓穿越技術(shù)，此技術(shù)被電網(wǎng)方認(rèn)為是提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的最大保障（圖7）。

圖7 低電度穿越技術(shù)曲線

6.2 低電壓穿越技術(shù)的具體實現(xiàn)

6.2.1 采用引入新型拓撲結(jié)構(gòu)方案

這種結(jié)構(gòu)有點類似于以往的軟啟動裝置，在雙饋感應(yīng)發(fā)電機定子側(cè)與電網(wǎng)間串聯(lián)反并可控硅電路中，當(dāng)此電路正常工作時，所有可控硅處于導(dǎo)通狀態(tài)，在電網(wǎng)電壓跌落降與恢復(fù)狀態(tài)期間，轉(zhuǎn)子側(cè)的最大電流將會隨電壓的跌落幅度增大（勵磁變流器必須選用大功率而且電流等級高的IGBT電子器件，來避免大電流沖擊，保證變流器在電網(wǎng)故障時不與轉(zhuǎn)子繞組斷開）。電網(wǎng)電壓跌落再恢復(fù)時，轉(zhuǎn)子側(cè)最大電流大約會達到電壓跌落前的3～5倍。為了不使設(shè)備發(fā)生損壞，通過反并可控硅電路與電網(wǎng)進行脫網(wǎng)，發(fā)生脫網(wǎng)后，勵磁變流器可以重新勵磁雙饋感應(yīng)發(fā)電機使電壓開始回升，電壓回升到一定數(shù)值時，雙饋感應(yīng)發(fā)電機就會于電網(wǎng)的電壓的頻率、幅值、相位達到同步，再通過開通反并可控硅電路使定子與電網(wǎng)連接。

這種方式也存在不足：此方案除了增加成本以外，控制系統(tǒng)較復(fù)雜。定子發(fā)生故障時電流需要導(dǎo)通或關(guān)斷的門極控制電路進行控制，由于電流過大，需要很復(fù)雜的門極負驅(qū)動電路。可控硅串聯(lián)電路用穿透型IGBT就必須串聯(lián)二極管。采用非穿透型IGBT通態(tài)損耗大。在理論上，用接觸器代替可控硅開關(guān)的話雖通態(tài)時無損耗，但斷開時間會很長，這樣的話容易造成脫網(wǎng)運行，對電網(wǎng)恢復(fù)工作沒有起到應(yīng)用的作用。

永磁直接驅(qū)動型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)已被證實在這方面擁有出色的性能。但由于本身結(jié)構(gòu)特點，實現(xiàn)LVRT仍然有存在下幾種問題亟待解決。故障發(fā)生期間，直流母線過電壓與轉(zhuǎn)子側(cè)沖擊電流在電力系統(tǒng)內(nèi)都能承受；發(fā)生各種故障類型采取的相應(yīng)對策實施是有效的；控制的方法都能滿足不同機組、不同參數(shù)的要求；在達到控制過程中盡量縮小投入成本。

6.2.2 采用新的勵磁控制策略

從成本節(jié)約的角度來看，最好的方法就是不修改系統(tǒng)內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)，而是通過改變控制程序?qū)崿F(xiàn)低壓穿越，也就是說當(dāng)電網(wǎng)在運行時出現(xiàn)故障，風(fēng)電機仍然繼續(xù)工作。

通過仿真方法對不脫網(wǎng)運行的勵磁控制進行研究，如果增加雙饋感應(yīng)發(fā)電機的勵磁控制器中的可調(diào)器的比例和積分系數(shù)，可以保證風(fēng)電機在電網(wǎng)發(fā)生故障時不脫網(wǎng)。但此方法也存在著局限性，一是沒有明確指出不脫網(wǎng)運行的范圍，二是母線電壓下降嚴(yán)重時，勵磁變流器將會出現(xiàn)過電流和過電壓，所以僅限于母線電壓輕微下降。若要采取硬性負反饋的方法，即補償定子電壓和磁鏈變化對有、無功解耦控制的作用，可以在某個限度內(nèi)控制轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的電流，從而保護勵磁變流器。但此方案也有不可避免的缺點，它只適合輸電系統(tǒng)中的發(fā)電機電壓輕微下降時，對嚴(yán)重下降缺無法控制，因為它受到勵磁變流器輸出最大電壓的限制，削弱了對轉(zhuǎn)子電流的控制。

通過以上幾種方式介紹，采用新的勵磁控制策略方法，只能是電網(wǎng)在發(fā)生不嚴(yán)重的故障時，而且電壓跌落程序是在輕微的情況下，可以通過勵磁的控制方法，實現(xiàn)發(fā)電機和變流器之間安全度短時間內(nèi)的低電壓故障，不需要通過觸發(fā)crowbar電路來進行發(fā)電機和變流器的保護。

7 結(jié)語

風(fēng)力發(fā)電是保護環(huán)境，節(jié)約資源的最有效方式，雖然目前處于低谷時期，但未來的發(fā)展前景十分廣闊，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日趨走向成熟，世界裝機容量和發(fā)電量與日俱增，今后在發(fā)電市場將會越來越占有更大的比例。

但風(fēng)電并網(wǎng)產(chǎn)生故障這一難題仍然困擾著風(fēng)電業(yè)界，雖然國家電網(wǎng)已提出要確保風(fēng)電并網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定定，風(fēng)力發(fā)電機“須具備低電壓穿越技術(shù)和動態(tài)無功補償技術(shù)”要求。但是遭到了更多制造商的抵制，因為這一技術(shù)無形中又增加了每臺設(shè)備的制造成本近20萬元人民幣。

2012年3月15日中國電力科學(xué)院有關(guān)人士透露，新修改的風(fēng)電國家并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將于4月份向社會各界公布。此新標(biāo)準(zhǔn)將取代國家電網(wǎng)2009年公布的《風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，并新增對于風(fēng)電機組并網(wǎng)以及風(fēng)電場接入電網(wǎng)的技術(shù)要求，如動態(tài)無功/有功補償技術(shù)以及低電壓穿越技術(shù)等。這一標(biāo)準(zhǔn)的出臺，將會推動規(guī)范整個風(fēng)電行業(yè)。

風(fēng)力發(fā)電是一個集結(jié)構(gòu)學(xué)、電力學(xué)、計算機學(xué)等綜合性的學(xué)科技術(shù)，隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷完善，風(fēng)電市場的地位將日漸鞏固，其發(fā)展前程似錦。

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