雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行中的幾個(gè)熱點(diǎn)問題

陳濤

摘要：目前來看，現(xiàn)有的能源資源已不能滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要。在這種情況下，風(fēng)能變得越來越普及，但風(fēng)力發(fā)電有許多不穩(wěn)定因素，雙饋異步豐利發(fā)電機(jī)的存在短路現(xiàn)象。相關(guān)工作人員在一定情況下進(jìn)一步加強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的供電問題管理，只有保證風(fēng)力發(fā)電的質(zhì)量和效益，才能促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：雙饋異步;風(fēng)力發(fā)電機(jī);并網(wǎng);問題;熱點(diǎn);

引言：

由于風(fēng)能具有分布廣泛的優(yōu)點(diǎn)，因此風(fēng)能的有效發(fā)展得到各行各業(yè)的高度重視。目前來看，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)量持續(xù)快速增長(zhǎng)，風(fēng)電的快速發(fā)展帶動(dòng)了風(fēng)電設(shè)備的快速發(fā)展。國(guó)產(chǎn)風(fēng)電機(jī)組是風(fēng)電機(jī)組市場(chǎng)的主要特征，科研人員的不斷努力，使中國(guó)風(fēng)電機(jī)組的產(chǎn)能成為世界上的重中之重。然而，目前在風(fēng)電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方面仍然缺乏經(jīng)驗(yàn)。以期提高現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的供電能力。由于中國(guó)人民的不斷努力，中國(guó)的風(fēng)車發(fā)電機(jī)容量已成為現(xiàn)在能源發(fā)展的關(guān)鍵。然而，由于在連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)的過程中缺乏可比的經(jīng)驗(yàn)，該技術(shù)存在瓶頸，為了滿足中國(guó)對(duì)新能源的需求，我們需要深入研究雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行控制策略和保護(hù)系統(tǒng)。目前來看，雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行相關(guān)，以增加風(fēng)車的導(dǎo)電能力。

一、風(fēng)力發(fā)電簡(jiǎn)介

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是風(fēng)力發(fā)電的必要設(shè)備。市場(chǎng)上有許多類型的風(fēng)車。根據(jù)風(fēng)車的結(jié)構(gòu)和風(fēng)車的氣流，它可以分為兩種結(jié)構(gòu)，垂直風(fēng)機(jī)和水平風(fēng)機(jī)。水平風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪繞水平軸旋轉(zhuǎn)，由于水平風(fēng)機(jī)葉片相對(duì)較小，在相同的輸出功率下，風(fēng)機(jī)風(fēng)扇比低速風(fēng)機(jī)輕，垂直風(fēng)電機(jī)組可以在沒有風(fēng)力的情況下接收來自不同方向的風(fēng)力，但垂直風(fēng)電機(jī)組不能自動(dòng)啟動(dòng)，效率普遍較低。

二、熱點(diǎn)問題分析

1.三相平衡

由于電源網(wǎng)絡(luò)三相短路，通過將三相電壓中斷，正負(fù)序電壓分量將被分解。網(wǎng)絡(luò)電壓允許長(zhǎng)期穩(wěn)定。同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)電壓不平衡，交流系統(tǒng)三相中的輸入將非常不平衡，這將導(dǎo)致直流母線電壓的波動(dòng)，分配給電壓的雙頻率還會(huì)影響控制的精度。

2.電壓降低和突然升高

在正常情況下，輸出系統(tǒng)最有可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤，由于高壓端的對(duì)稱性故障，三相電壓可能會(huì)影響對(duì)稱性。另外，在高電壓密度的高電壓中，一些電壓會(huì)由于下降而突然下降。此外，由于電網(wǎng)電壓的突然升高和降低，這將導(dǎo)致電網(wǎng)電壓顯著增加。

三、相關(guān)策略研究

1.負(fù)載并網(wǎng)

目前來看，雙饋發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載為三相狀態(tài)。同時(shí)，連接到充電電網(wǎng)可以有效地實(shí)現(xiàn)電流的并網(wǎng)。連接到供電網(wǎng)絡(luò)后，一般風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本上有兩種運(yùn)行模式。電源和電源線連接狀態(tài)為帶供電網(wǎng)絡(luò)的雙饋風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)。負(fù)載連接到供電網(wǎng)絡(luò)后，風(fēng)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式是雙饋電機(jī)空載運(yùn)行。

2.未連接到負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)

與負(fù)載門不同，在發(fā)電機(jī)定子側(cè)沒有負(fù)載，直接連接到電網(wǎng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)。在輸出電壓通過雙饋統(tǒng)計(jì)傳輸?shù)诫娋W(wǎng)之前，雙饋電機(jī)統(tǒng)計(jì)是指在電壓供應(yīng)到電網(wǎng)之前，電源網(wǎng)絡(luò)斷開，并由旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行處理。通過將電源網(wǎng)絡(luò)連接到發(fā)動(dòng)機(jī)定子，將發(fā)動(dòng)機(jī)直接連接到主電源，將電源連接到主電源，并在大型風(fēng)車停車場(chǎng)上使用。市電電源的電源適用于大型風(fēng)力發(fā)電廠。當(dāng)雙發(fā)動(dòng)機(jī)定子的電源未送至市電電源網(wǎng)絡(luò)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)定子與市電電源網(wǎng)絡(luò)斷開，主要由轉(zhuǎn)子處理。

3.變頻器控制方法

在具有雙電源的雙電源系統(tǒng)中，交流和直流電壓轉(zhuǎn)換器為開關(guān)模式，耦合狀態(tài)主要由工作范圍決定。當(dāng)設(shè)備處于超同步工作狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子可以釋放能量，而無需通過直流連接，旋轉(zhuǎn)變換器執(zhí)行定向矢量控制方法。在直流母線電容器的直流電源中進(jìn)行校正。因此，直流連接中的電壓增加。直流和交流狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換以及運(yùn)行狀態(tài)的維護(hù)始終在雙饋電源系統(tǒng)中，由操作區(qū)域決定。無需通過直流鏈路實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的能量利用，矢量控制采用旋轉(zhuǎn)外圍形式。直流母線電容器的直流電源將用于有效提高直流連接的電壓。同時(shí)，直流連接因放電而產(chǎn)生的容量將降低至兩端的電壓。在電源的實(shí)際運(yùn)行過程中，必須有效確保運(yùn)行穩(wěn)定性。當(dāng)設(shè)備改變速度時(shí)，兩個(gè)變流器的工作模式將自動(dòng)改變以適應(yīng)當(dāng)前的工作模式，兩個(gè)變流器的工作模式將自動(dòng)改變?yōu)橄嚓P(guān)的工作模式。

四、需要注意的問題

為了滿足供電網(wǎng)絡(luò)在供電數(shù)量上出現(xiàn)故障時(shí)運(yùn)行的要求，在風(fēng)電技術(shù)研究的背景下，應(yīng)考慮關(guān)注供電數(shù)量的新要求，除了執(zhí)行三相對(duì)稱故障的過渡外，還可以執(zhí)行由兩相電路終端和單相短路引起的不對(duì)稱故障向接地短路的過渡。電網(wǎng)電壓的三邊不平衡和諧波低階失真將導(dǎo)致與DFIG功率和電磁轉(zhuǎn)矩相關(guān)的有線網(wǎng)絡(luò)雙頻彈出，嚴(yán)重導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定和風(fēng)電機(jī)組離線。因此，為了消除或抑制由電流電壓不平衡引起的負(fù)面影響，可以設(shè)定許多控制目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)DFIG的非有線操作?？紤]到電網(wǎng)和風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行安全，應(yīng)選擇穩(wěn)定的DFIG和恒定的電磁轉(zhuǎn)矩這兩個(gè)目標(biāo)作為最實(shí)際的目標(biāo)。故障電磁暫態(tài)過程中產(chǎn)生的定子磁鏈直流分量，相關(guān)工作人員需要同時(shí)對(duì)定子采取有效的抑制措施，同時(shí)考慮定子電壓流的動(dòng)態(tài)。一般認(rèn)為，當(dāng)電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)，電流控制系統(tǒng)相當(dāng)有效，但進(jìn)一步分析表明，不對(duì)稱故障發(fā)生和消失的動(dòng)力學(xué)過程中存在無法控制的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前閉環(huán)設(shè)計(jì)中嵌入的正負(fù)序分離的二階截止濾波器會(huì)削弱動(dòng)態(tài)性能，并使應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜化。在不引入任何相序停運(yùn)環(huán)節(jié)的情況下，可精確調(diào)節(jié)直流和雙頻流量分量;這種結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)在原有資產(chǎn)負(fù)債表控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)單的修正，具有較強(qiáng)的技術(shù)可行性。

總結(jié)：

簡(jiǎn)而言之，由于電網(wǎng)改革，中國(guó)的電力行業(yè)發(fā)生了重大變化，目的是分析三相不平衡、電網(wǎng)電壓降低以及與電網(wǎng)異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行相關(guān)的一些問題突然增加這三個(gè)熱點(diǎn)問題。與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)連接相關(guān)的問題，需要越來越深入的研究。為盡可能的提高質(zhì)量和效率，相關(guān)技術(shù)人員需要在一定程度上進(jìn)一步分析在電網(wǎng)上運(yùn)行的風(fēng)力渦輪機(jī)的故障，經(jīng)過研究，認(rèn)為應(yīng)仔細(xì)分析汽輪機(jī)機(jī)電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行故障的原因，然后必須根據(jù)錯(cuò)誤的原因和機(jī)制采取對(duì)策，以提高工作效率和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量。

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