风电机组并网运行课程设计.doc

风力发电就是利用风吹过叶面正反面产生的压差，这种压差会产生升力，从而使叶轮旋转并不断横切风流，从而带动与之相连的发电机组，实现风能→机械能→电能的转化。 风电场：在风能资源较好的地方，将几十台或者几千台单机容量数十KW，数百KW，直至MW的风力发电机组按一定的阵列布局方式成群安装而组成的风力发电机群体，称为风力发电场，简称风电场。 并网运行要求对所要并网的风电机组电能质量有多方面的要求，即要去除因电力电子器件和风机并联电容和线路电抗发生的谐振而产生的高次谐波。和风电机组退网时产生的电压闪变，以及风速变化引起的电压波动。还有三相电压及电流不平衡，电压偏差以及频率偏差等影响电能质量的因素。 根据发电机的不同，可以将风力发电机分为以下几种方式： 恒速恒频方式：即风力发电机组的转速不随风速的波动而波动，始终维持恒速运转，从而输出交流电。优点：可以使并网瞬间冲击电流最小，其次当风电机组的功率不变时，通过调节励磁电流，也可以向电网发出无功功率。缺点对风电机组的调速装置要求较高，成本较贵。由于对并网控制要求高所以一旦控制不当会造成较大的冲击电流，导致并网失败。还有就是其对风能的利用不够充分，因为风力机只有在尖速比之下才能达到最高的风能利用率。一般采用准同期并网。 2. 变速恒频方式，即风力发电机组的转速随着风俗的波动变速运行。优点：可以有高风能的利用率，同时由于采用频率变换装置进行输出控制，所以不会有太大的冲击电流，而且风电机组的频率和电网频率是独立的所以不会发生风电机组失步的问题。缺点：须增加实现恒频输出的电力电子设备，与此同时还应解决由于变速运行而存在的风电机组和其支撑架构上出现的共振问题。 目前风力发电所采用的并网方式主要有四种： 1. 直接并网。要求风力发电机组的相序要与电网一致，同时其转速要接近同步转速，符合以上条件以后，由空气开关自动合闸并网运行。 2. 准同期并网。即需要达到风电机组电压与电网电压相等，相序相同以及频率相等，只有这样才允许并网。 3. 降压并网。为了降低并网瞬间冲击电流及电网电压下降的幅度，需要在异步电机与电网之间串接电阻，电抗器或自耦变压器，在发电机并入电网稳定以后需要切除这些元件。 4. 软并网。为了将风电机组并网瞬间的冲击电流控制在允许的范围内，一般在异步电机的定子和电网每一相之间串联一只双向晶闸管正常运行时，双向晶闸管被短接，异步发电机输出电流不再经过双向晶闸管，而是通过已闭合的自动开关直接接入电网。 结合本人所学专业理论技术，主要解决电压偏差，频率偏差，瞬时冲击电流问题以及电压闪变，无功功率补偿问题， 设计思路： 为了实现对风电机组电压和频率的实时监测和控制，故采用交流→直流→交流的并网过程，同时控制晶闸管的导通角，实现并网电压有效值的控制。大致流程如下： 执行相应的PWM子程序 周期测量 α角控制 与给定电压值作比较 A/D转换 电网 过零检测 逆变 滤波 风电机组 可控整流 过零检测 整流滤波 电压取样 1