关于风力发电机组并网技术问题探讨

张炳凯

大唐三门峡发电有限责任公司 河南 三门峡 472143

风能资源之所以被我国大力开发，主要因为风能资源拥有可再生、无污染等优点，唯一的缺点是风能资源发展的时间过短，风力发电机组并网技术容易出现问题，尤其在并网与脱网瞬间，时间看似短暂，但对于局部电网影响重大，如不能合理使用风力发电机组，电网电压就会因短暂冲击，发生大规模脱网事故，给国民生活带来不便。为改善电网不稳定情况，需要将风力发电容量继续增大，才能给大众用户提供安全并稳定的清洁性能源。

一、风力发电机组并网方式概述

我国风力发电技术的成熟，让风能资源得到发展，并在清洁性能源中占领了重要地位。根据我国目前使用的风力发电机组并网方式，将其分为以下三种方式，分别介绍并网方式存在的优点以及缺点。

（一）同步风力发电机组

同步风力发电机组在进行并网过程中，需要在合闸前避免电流冲击，然后注意转轴扭矩是否符合标准，为了防止并网过程中出现某环节失误，需要将风力发电机的端电压进行调整，将端电压设置成与电网相同电压；风力发电机的频率需适当调整，保证发电机频率是与电网的频率在同一频道内；风力发电机的相序需要进行调整，将相序设置成为与电网相同相序。同步风力发电机在运行过程中具有多种能力，可有效保证输出的电能质量。但在并网运行前提下，则需要为其提供变频器，变频器功率必须要比风力发电机组功率大，借助功率较大的变频器，调节并网时速，让其更加稳定，才能达到期望值。因此，并网所需控制系统功率要极其强大，无疑中增加了成本，但随着我国科学技术的发展，已经有适合的直驱风机（金风1.5MW）在同步风力发电机组中使用，也取得了不错的成果。

（二）异步风力发电机组

异步风力发电机组与同步风力发电机组不同的地方在于，异步风力发电机组在并网过程中不需要进行同步操作，便可进行并网。异步风力发电机组只需要风力发电机组的相位、频率、电压大小处于一定范围内，就可轻松实现并网发电，十分便捷，最重要一点是可以保证并网发电稳定性。异步风力发电机组并网过程中由于稳定性较强，所以在风电机组并网过程中比同步风力发电机使用范围广。

1、异步风力发电机组的并网方式

异步风力发电机组机组在采用的并网方式，主要是双向晶闸管控制的软启动方法，也可将其称之为软投入法，主要运作方式是，利用风力机与发电机运行速度，在运行过程中断路闭合器是在发电机的输出端，将其与双向晶闸管和电网连接，即可达到双向晶闸管运行增大效果，实现异步风力发电机组的并网。此时，还需及时观察电流方向，是否已经被双向晶闸控制，争取将并网冲击电流控制在一定程度内，让并网以稳定的方式进行。并网稳定运行过程结束后，微处理机会发生结束信号，将其中一组开关准确的连接双向晶闸管，连接过程中需要利用短接方式，最后结束异步风力发电机组并网过程。

2、双馈异步风力发电机组的并网方式

双馈异步风力发电机组进行并网时，最大优势是可以在保证稳定性的同时可与电网直接连接，双馈异步风力发电机只需通过相交变频器，就可接入已有电网。双馈异步风力发电机组在并网连接过程中，主要拥有以下特点：可以带动风力发电机组转速，将风力机与发电机转速同时提升，将电压、同步、相控制在变频器内，保证连接电网速度，同时避免并网过程中出现的电流冲击。部分风力机转矩转速不停止，使用双馈异步风力发电机机组可以让风力机停止转矩，保证在静止状态启动双馈电机运行，实现电动机工况分析。风力发电机的转速可以进行调整，只要熟练掌握风速、负荷变化就能使风力机转速保持在最佳叶尖速，帮助电网最大程度发挥电能输出。双馈发电机励磁可以通过励磁电流的频率、幅值和相位进行调节，调节励磁电流频率，风力发电机运行过程中产生变速，也可保证输出电力频率的稳定性；调节励磁电流的幅值和相位，可保证风力发电机输出过程中功率目的。转子电流相位发生转变时，可以根据转子电流产生的磁场空隙进行位移，改变双馈电机与电网电压位置的相对性，将电机功率角进行转变，实现调节励磁对功率产生的影响，平定电流有功功率及无功功率。双馈异步风力发电机组，可以改变风能转化效率，帮助并网控制更加可靠稳定，保证电网功率因数、谐波小，实现稳定并网控制。

二、风力发电机组并网之后需要注意的要点

风电场由于无法准确测算风的方向和速度，就会导致风力发电机组与电网连接过程中的电压产生变化，尤其遇见阵风和渐变风时，并网难度将会大幅度增加，并且还会导致风力发电机组无法稳定运行。异步风力发电机组虽然可以保证并网过程中保证电网电压稳定性，但还是会在并网过程产生瞬间电网电压水平不标准的情况，尤其是电网电压水平降低后，产生的不良影响。不过，对于这方面我国现有科研团队已经找到了解决方法，就是利用无功补偿电容器，在并网过程中帮助异步风力发电机组进行并网连接，保证并网过程中电网电压一直处于稳定状态。

结语：

风力发电机组在未来电力发展中十分重要，并网技术也需不断重视，本文中指出了风力发电机组在并网过程中各自的优缺点，希望相关科研团队可对各种并网技术进行深入研究，保证电网电压稳定，实现并网技术稳定性。电力是国民生活中不可或缺的一部分，需求量较大，质量要高，相关技术人员需不断进取，在传统发电方式中进行创新，为风能资源受众群体提供稳定、安全的清洁性能源。