风力发电国内外发展状况及存在问题(3)
1.2.5 异步风力发电机并网的主要方式
（1）直接并网方式
这种并网方式要求并网时发电机的相序与电网的相序相同，当风力机驱动的异步发电机转速接近同步转速的 90%-100%时，即可完成自动并网。自动并网的信号由测速装置给出，然后通过自动空气开关合闸完成并网过程。这种并网方式比同步发电机的准同步并网简单，但并网瞬间存在三相短路现象，并网冲击电流达到额定电流的 4-5倍，会引起电力系统电压瞬时下降，因此这种并网方式只适用于异步发电机容量在百千瓦级下[4]。
（2）降压式并网
这种并网方法是在异步电机与电网之间串接电阻或电抗器或者接入自藕变压器，以达到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、电抗器等元件要消耗功率，在发电机并入电网以后，进入稳定运行状态时，必须将其迅速切除。
比利时异步风力发电机组并网时各相就串接有的大功率电阻。这种并网方法适用于百千瓦级以上、容量较大的机组，其投资随着机组容量的增大而增大，显而易见这种并网方法的经济性较差，中国引进的异步发电机组，就是采用这种并网方式，并网发电机每相绕组与电网之间皆串接有大功率电阻。
（3）准同期式并网
与同步发电机准同步并网方式相同，在转速接近同步转速时,先用电容励磁，建立额定电压，然后对已励磁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。采用这种并网方式，若按传统的步骤经整步到并列则仍需要高精度的凋速器和整步同期设备。不仅要增加机组的造价，而且从整步达到准同步并列所花费时问很长，这是我们所不希望的。
该并网方式合闸瞬间尽管冲击电流极小，但必须控制在最大允许的转矩范围内运行，以免造成网上飞车由于它对系统电压影响极小，所以适合于电网容量比异步风力发电机组容量大不了几倍的地方使用。
（4）软并网方式
软并网是采用双向可控硅的软并入法，它也有两种连接方式。第一种连接方式工作过程为：当风轮带的异步发电机转速接近99 ～l0O％ 同步速时，与电网直接相连的每相一只双向可控硅的控制角同时由180°至0°逐渐同步打开，作为每相为无触点开关的双向控硅的导通角也同时由0°至180°逐渐同步增大。在双向可控硅开始导通阶段，异步发电机作为电动机运行(即异步发电机转速小于同步速阶段)，随着转速的升高，其转差率逐渐趋于零。当转差率为零时，发电机与电网每相连接的双向可控硅已全部导通，并网过程到此结束。这种并网方式由于转差及双向可控硅导通角的限制，并网较乎稳，不会出现冲击电流。它是国外目前最先进的并网珐，而国产机组尚未使用。由于“软并网”装置引入高反压大电流的双向可控硅，价格较贵，其功率又不能做得太大，因此仅适用于中型风力发电机组。
第二种种连接方式工作过程如下：当风轮带动的异步发电机转速接近99%～100%同步速时，与电网相连的每相一只的双向可控硅(可控硅的两端与自动并网常开触头相并联)的控制角同时由180°至0°逐渐同步打开，双向可控硅的导通角也同时由0°至I80°逐渐增大。此时自动并网开关尚未动作，电机通过双向可控硅平稳地并人电网，其暂态过程非常平滑。随着转速的升高，转差率逐渐趋于零，当转差率为零时，双向可控硅全部导通，自动并网开关动作，常开触头闭合，于是短接了已全部开通的双向可控硅。发电机输出功率后，双向可控硅的触发脉冲自动关闭，发电机输出电流不再经双向可控硅而是通过已闭合的自动开关触头流向电网[7]。
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