第一篇：風力發(fā)電機組的設計理念

風力發(fā)電機組的設計理念

1.系統(tǒng)效率問題

風力發(fā)電機的風輪轉子的風能利用效率對風力發(fā)電機組的系統(tǒng)效率起著決定性作用。由風力發(fā)電機系統(tǒng)效率公式η系=η轉·η控·η逆·η電·η蓄可知，系統(tǒng)效率除與風輪轉子的氣動效率有關外，還與發(fā)電機效率、控制器效率、逆變器效率、蓄電池的充電效益有關。要大幅度提高后者的效率值，不但技術難度大，而且經(jīng)濟上不可取。水平式風力發(fā)電機最大風能利用系數(shù)理論值為0.593。市場上現(xiàn)有的微小型風力發(fā)電機CP值為0.25~0.35，與最大值0.593還有很大差距,仍有很大的潛力可挖。利用最新的二維機翼在大功角時風洞試驗的研究成果，借鑒大、中型風力發(fā)電機現(xiàn)有技術成果。根據(jù)風力機既具有外流機翼特性，又具有內(nèi)流葉輪的工作特點。采用先進的設計手段、設計方法和優(yōu)化技術以及采用新材料、新技術、新工藝等綜合手段來提高風輪轉子風能利用系數(shù)，使之達到中型風力發(fā)電機的CP值為0.42的水平。從而降低單位每百瓦發(fā)電量的材料消耗量，同時減少了重量和體積，為新材料、新技術、新工藝的應用打下了良好的基礎。

2.安裝，維護問題

一般使用離網(wǎng)型獨立運行的微小型風力發(fā)電機組的用戶往往地處交通不便，無常規(guī)能源輸送的邊遠地區(qū)、深山、草原牧區(qū)、邊防哨所、微波站以及沿海海島、航標燈站等等。受材料采購困難，配件供應不暢和維護技術等因素的限制。我們的設計目標：使風力發(fā)電機成為一種安裝方便、免維護、保護功能完善的傻瓜型產(chǎn)品。

3.成本問題

據(jù)統(tǒng)計，到目前為止，我國尚有7656萬無電人口、16個無電縣、828個無電鄉(xiāng)和29783無電鄉(xiāng)村，它們地處交通不便，無常規(guī)能源供應的邊遠地區(qū)、深山、沿海島嶼。那里經(jīng)濟、文化較為落后，收入較低，但當?shù)氐娘L能、太陽能資源往往較為豐富。如果能提供一種物美價廉、可靠性高的風力發(fā)電機產(chǎn)品，對解決他們的日常生活用電，豐富他們的文化生活無疑是一大福音。另外，沿海近海的灘涂養(yǎng)殖場、內(nèi)陸湖泊漁民、沿海地區(qū)居民等，雖然該地區(qū)經(jīng)濟較為發(fā)達，且有常規(guī)能源供應，如果能提供一種性價比高、投資回收期短、外觀美的風力發(fā)電機產(chǎn)品，則能為風力發(fā)電機的推廣普及創(chuàng)造良好條件。這樣，就能減輕日趨緊張的城市電網(wǎng)的供電壓力。用風能替代一部分使用石化燃料發(fā)電的電能，既符合我國能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，又減少了對地球不可再生資源的開采和對大氣環(huán)境的污染。我們的設計目標：使風力發(fā)電機成為人人用得起，個個用得好的優(yōu)秀產(chǎn)品。

4.振動和噪音問題

微小型風力機往往安裝在住宅的附近、樓頂、花園、停車場、高速公路燈上，要求振動小、噪音低。如果風力發(fā)電機噪音大，會嚴重干擾居民的日常正常生活；如果風力發(fā)電機振動大，易造成緊固件脫松和材料的疲勞損壞，對的人身、財產(chǎn)安全構成極大的危害。我們的設計目標：使風力發(fā)電機在正常運行時達到近乎無振動、無噪音狀態(tài)，使風力發(fā)電真正成為綠色環(huán)保的清潔能源。

5.壽命、可靠性問題

風力發(fā)電機組由風輪轉子、三相永磁交流發(fā)電機、控制器、逆變器、蓄電池組等部件組成。風輪轉子的功能：接受風能，并將風能轉變?yōu)闄C械能；三相永磁交流發(fā)電機的功能：將機械能轉變?yōu)殡娔?；控制器的功能：將三相交流電整流、穩(wěn)壓為電壓恒定的直流電；逆變器的功能：將直流電逆變?yōu)槿?00V50HZ的正弦交流電；蓄電池的功能：儲存電能以供用戶在所需時使用。設計制造風力發(fā)電機涉及的學科較廣，有材料力學、空氣動力學、電機學、微電子學、電化學等學科，兼之使用者所處的地區(qū)，經(jīng)濟欠發(fā)達，文化相對落后，交通運輸不便，無常規(guī)能源供應，缺乏必要維修能力。我們的設計目標：使風力發(fā)電機具有結構簡單、壽命長、可靠性高的特點。

綜合以上五點所述，新設計的風力發(fā)電機組應具有風能利用系數(shù)高、體積小、重量輕、外觀美、噪音低、振動低、安裝方便、免維護、壽命長、可靠性高、性能價格比高、保護功能齊全的特點。做到人人用得起，個個用得好，為用戶和社會創(chuàng)造良好的經(jīng)濟利益和社會利益。在“敢于開拓，敢于創(chuàng)新；創(chuàng)一流企業(yè)，爭天下第一”的云攀精神激勵下，憑借著“保護人類唯一的賴以生存的地球”信念的支持下，云攀人以顧客為關注的焦點；以市場為導向；以保護地球，匹夫有責為己任；時刻牢記“光明使者”的重任，通過對現(xiàn)有市場上的微小型風力發(fā)電機產(chǎn)品的技術狀態(tài)、使用狀況和顧客呼聲、愿望、抱怨、投訴進行充分的市場調查，并對收集的資料進行科學的匯總、分類、統(tǒng)計分析，找出其優(yōu)點和存在缺陷。針對傳統(tǒng)小型風力發(fā)電機組存在的問題，我們第一步設想：利用大、中型風力機槳葉失速控制技術移植到微小型風力機中，同時利用發(fā)電機的飽和特性來替代微小型風力機的偏側調速機構，以達到限制轉速、限制功率的目的。從而將原有的三個轉動部件（對風裝置，發(fā)電裝置，偏側調速限功裝置）減少為二個。第二步：采用組合葉素理論和動量理論，利用二維機翼在大功角下的風洞試驗研究結果，修正大攻角失速后的空氣動力學數(shù)據(jù)，考慮了軸向和切向誘導速度沿軸向的變化，計及了葉尖損失、風切變、尾流等影響風力機效率的因素來設計失速葉片的氣動外形和結構，在制造過程中選用高強度工程塑料，采用精密注射工藝成型。在確保葉片強度、剛度、疲勞壽命前提下解決成本與性能問題。同時利用“錐角效應”解決葉片振動、噪音問題。第三步，將電動機的碳刷、滑環(huán)機構移植到微小型風力機中，解決電纜纏繞問題。第四步，制造一個集整流、穩(wěn)壓、報警、指示、蓄電池保護功能于一身的控制器，解決蓄電池欠壓、過充問題，從而延長蓄電池的壽命。第五步，制造一個智能型正弦波逆變器，并具有過載、短路自動保護功能，解決常規(guī)逆變器的帶感性負載時易產(chǎn)生運轉噪音、效率低、壽命短和可靠性差的問題。第六步，借鑒電器接插件結構形式設計電連接器解決發(fā)電機與控制器連接的隱患問題；利用密封膠解決電機密封問題；利用多種防松方法，如防松膠、轉向與螺紋旋向相反自緊的原理、非金屬嵌件鎖緊螺母等多種形式解決緊固件松動問題。為實現(xiàn)我們制訂的目標，云攀人經(jīng)過不懈努力、屢敗屢戰(zhàn)、精益求精，皇天不負有心人，終于變美夢成真。集微電子技術、永磁電機技術、計算機技術、電力電子技術、空氣動力學技術于一身的具有高

科技含量、最新一代的風力發(fā)電機組橫空出世。

控制器特點

1.采用鋁合金擠壓成型的外殼，外形美觀，兼起散熱器自散熱作用，減少了利用軸流風扇進行強迫冷卻而引起附加電能消耗。2.利用可控硅半控橋式整流，移相穩(wěn)壓控制技術（或二極管橋式整流，PWN直流斬波控制技術）制成的整流、穩(wěn)壓電路，其穩(wěn)壓精度高、效率高、電源質量好、可靠性高。3.具有風輪轉子發(fā)電指示；三相永磁交流發(fā)電機的充電指示；蓄電池欠壓、過充狀態(tài)指示功能以及蓄電池的欠壓、過充自動保護功能。4.配備光伏電池組輸入端子。方便用戶將風力發(fā)電系統(tǒng)擴充為風—光互補型風電系統(tǒng)。5.引入切入風速控制系統(tǒng)。其工作原理為風輪轉子起動并連續(xù)旋轉后，由于風輪轉子維持風速低于起動風速，在發(fā)電機電壓未達到蓄電池充電電壓時，使風輪轉子空轉。一旦達到充電電壓時，即轉換為正常充電工作狀態(tài)。這樣使風輪轉子能更有效吸地收風能。6.根據(jù)三相交流發(fā)電機繞組自身特點配以先進吸收電路設計的制動裝置。一方面確保風力發(fā)電機安裝時人員的人身安全，另一方面在臺風來臨時保護機組免受損壞。

風輪轉子的特點

１、選用玻璃纖維增強型工程塑料，經(jīng)精密注射工藝成型的風輪葉片，表面噴涂耐侯性能極佳的專用面漆，在確保葉片滿足強度、剛度要求的前提下，減輕了葉片重量。在確保葉片滿足復雜氣動外形尺寸精度的前提下，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本．

２、根據(jù)風力發(fā)電機葉輪轉子既具有外流機翼類似的特性，又具有開式旋轉機械的特點，采用組合葉素理論和動量理論，考慮了軸向和切向誘導速度沿軸向的變化，計及了葉尖損失、尾流損失、風切變、尾流與塔架位勢干擾等影響風力機效率的因素，利用二維機翼在大功角下風洞試驗成果來修正大攻角失速后氣動數(shù)據(jù)以及空氣動力學的最新研究成果來設計風輪轉子葉片的氣動外形和結構，并根據(jù)葉片最佳外形尺寸要求進行優(yōu)化設計，兼顧起動性能和工作性能兩者之間的關系，既使風輪轉子具有重量輕、轉動慣量小、對風速的變化響應速度快的特點；同時又使風輪轉子具有轉換效率高、Ｃp-l曲線形狀好即曲線平頂范圍較寬。從而降低了起動風速，增加了年發(fā)電量。

３、利用“錐角效率”優(yōu)化設計風輪參數(shù)，使風輪轉子在正常運轉時近乎無振動、無噪音。４、利用失速葉片的失速特性來限速、限功，簡化了結構，減少了零部件的數(shù)量。永磁交流發(fā)電機的特點

１、采用專利技術的徑向式永磁磁路轉子結構，使轉子單位每百瓦稀土永磁材料消耗量低、效率高、比功率大、重量輕、體積小，由于風輪轉子直接套在發(fā)電機的轉軸上，使風輪轉子對風速變化的響應速度快。其轉子工作轉速最高可達１００００轉/分。

２、采用ＣＡＤ技術、有限元分析技術對電機定子進行優(yōu)化設計，重點是如何降低發(fā)電機的阻轉矩，如定子鐵心采用斜槽結構、定子繞組采用分數(shù)槽繞組、槽楔采用磁性槽楔、合理選擇定、轉子的槽數(shù)和極數(shù)配合。

３、根據(jù)風輪轉子的功率——風速曲線、轉速——風速曲線來設計發(fā)電機功率——轉速曲線。使兩者具有良好的匹配特性即在一定風速、一定風輪轉子轉速的前提下風輪轉子的機械功率應略大于發(fā)電機的輸入功率。過大，會出現(xiàn)大馬拉小車現(xiàn)象，白白浪費風能并造成機組年發(fā)

電量的下降；過小，會造成風輪轉子轉速突然下降并產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象，使風輪轉子在偏離最佳葉尖速比狀態(tài)下運行，同樣降低了機組的年發(fā)電量。

４、發(fā)電機的電流——轉速曲線形狀好，即能兼顧低、中、高速時發(fā)電機輸出特性。

５、采用ＩＰ５４全密封防護等級，前、后端蓋止口與機座止口、支承座止口接合處，采用密封膠密封。前端蓋與葉片連接法蘭接合外，采用新型防水結構，避免風沙、雨水、雪水入侵。

６、采用寬系列橡膠雙密封非接觸式進口軸承，使發(fā)電機在-30C°~+50C°工作環(huán)境下可靠使用。

７、連接件、緊固件全部采用不銹鋼材料，并采用厭氧膠進行防松處理。

突破傳統(tǒng)界限，創(chuàng)造一個新時代

綜合利用電機技術、電力電子技術、微機技術、空氣動力學技術等綜合技術創(chuàng)造出一個近乎完美的小型風力發(fā)電機組。

特點：

1.體積小、重量輕、外形美觀；

2.起動風速低、系統(tǒng)效率高、設備利用率高；

3.正常運行接近無振動、無噪音，真正的綠色環(huán)保、清潔能源；

4.無電纜 纏繞的煩惱；

5.結構簡單、安裝維護方便；

6.壽命長，可靠性高；

7.智能型正弦波逆變器，具有過載、短路自動保護功能；欠壓、過充保護功能；

8.風—光互補混合型控制器，集整流、穩(wěn)壓、指示、自動保護功能于一身；

第二篇：風力發(fā)電機組

6．1一般規(guī)定

6.1.1單位工程可按風力發(fā)電機組、升壓站、線路、建筑、交通五大類進行劃分，每個單位工程是由若干個分部工程組成的，它具有獨立的、完整的功能。

6.1.2單位工程完工后，施工單位應向建設單泣提出驗收申請,單位工程驗收領導小組應及時組織驗收。同類單位工程完工驗收可按完工日期先后分別進行，也可按部分或全部同類單位工程一道組織驗收。對于不同類單位工程，如完工日期相近，為減少組織驗收次數(shù)，單位工程驗收領導小組也可按部分或全部各類單位工程一道組織驗收。

6.1.3單位工程完工驗收必須按照設計文件及有關標準進行。驗收重點是檢查工程內(nèi)在質量，質監(jiān)部門應有簽證意見。

6.1.4單位工程完工驗收結束后，建設單位應向項目法人單位報告驗收結果，工程合格應簽發(fā)單位工程完工驗收鑒定(單位工程完工驗收鑒定書內(nèi)容與格式參見附錄A)。

6．2風力發(fā)電機組安裝工程驗收

6.2.1每臺風力發(fā)電機組的安裝工程為一個單位工程．它由風力發(fā)電機組基礎、風力發(fā)電機組安裝、風力發(fā)電機監(jiān)控系統(tǒng)、塔架、電纜、箱式變電站、防雷接地網(wǎng)七個分部工程組成。各分部工程完工后必須及時組織有監(jiān)理參加的自檢驗收。

6．2．2驗收應檢查項目?！?、l風力發(fā)電機組基礎。

1)基礎尺寸、鋼筋規(guī)格、型號、鋼筋網(wǎng)結構及綁扎、混凝土試塊試驗報告及澆注工藝等應符合設計要求。

2)基礎澆注后應保養(yǎng)28天后方可進行塔架安裝，塔架安裝時基礎的強度不應低于設計強度的75％。

3)基礎埋設件應與設計相符。風力發(fā)電機組安裝。

1）風輪、傳動機構、增速機構、發(fā)電機、偏航機構、氣動剎車機構、機械剎車機構、冷卻系統(tǒng)、液壓系

統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部件、系統(tǒng)應符合合同中的技

術要求。． ：

2）液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、齒輪箱等無漏、滲油現(xiàn)象，且油品符合要求，油位應正常。

3)機艙、塔內(nèi)控制柜、電纜等電氣連接應安全可靠，相序正確。接地應牢固可靠。應有防振、防潮、防

磨損等安全措施。風力發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)。

1)各類控制信號傳感器等零部件應齊全完整，連接正

確，無損傷，其技術參數(shù)、規(guī)格型號應符合合同中的技術要求。

2)機組與中央監(jiān)控、遠程監(jiān)控設備安裝連接應符合設

計要求。塔架。

1)表面防腐涂層應完好無銹色、無損傷。

2)塔架材質、規(guī)格型號、外形尺寸、垂直度、端面平

行度等應符合設計要求。

3)塔筒、法蘭焊接應經(jīng)探傷檢驗并符合設計標準。

4)塔架所有對接面的緊固螺栓強度應符合設計要求。

應利用專門裝配工具擰緊到廠家規(guī)定舶力矩。檢查

各段塔架法蘭結合面，應接觸良好，符合設計要求。

5電纜。

1)在驗收時，應按GB50168的要求進行檢查。

2)電纜外露部分應有安全防護措施。

6箱式變電站。

1)箱式變電站的電壓等級、銘牌出力、回路電阻、油

溫應符合設計要求。

2)繞組、套管和絕緣油等試驗均應遵照GB50150的規(guī)

定進行。

3)部件和零件應完整齊全，壓力釋放閥、負荷開關、接地開關、低壓配電裝置、避雷裝置等電氣和機械

性能應良好，無接觸不良和卡澀現(xiàn)象。

4)冷卻裝置運行正常，散熱器及風扇齊全。

5)主要表計、顯示部件完好準確，熔絲保護、防爆裝

置和信號裝置等部件應完好、動作可靠。

6)一次回路設備絕緣及運行情況良好。

7)變壓器本身及周圍環(huán)境整潔、無滲油，照明良好，標志齊全。

7防雷接地網(wǎng)。

1)防雷接地網(wǎng)的埋設、材料應符合設計要求。

2)連接處焊接牢靠、接地網(wǎng)引出處應符合要求，且標

志明顯。

3)接地網(wǎng)接地電阻應符臺風力發(fā)電機組設計要求。

6．2．3驗收應具備的條件。|

1各分部工程自檢驗收必須全部合格，2施工、主要工序和隱蔽工程檢查簽證記錄、分部工程完工驗收記錄、缺陷整改情況報告及有關設備、材料、試件的試驗報告等資料應齊全完整，并已分類整理完畢。

6．2．4主要驗收工作。

l檢查風力發(fā)電機組、箱式變電站的規(guī)格型號、技術性能指標及技術說明書、試驗記錄、合格證件、安裝圖紙、備品配件和專用工器具及其清單等。+

2檢查各分部工程驗收記錄、報告及有關施工中的關鍵工序和隱蔽工程檢查、簽證記錄等資料。

3按6.2.2的要求檢查工程施工質量。

4對缺陷提出處理意見。

5對工程作出評價。．

6做好驗收簽證工作。

6．3升壓站設備安裝調試工程驗收

6．3．1升壓站設備安裝調試單位工程包括主變壓器、高壓電器、低壓電器、母線裝置、盤柜及二次回路接線、低壓配電設備等的安裝調試及電纜鋪設、防雷接地裝置八個分部工程。各分部工程完工后必須及時組織有監(jiān)理參加的自檢驗收。

6．3．2驗收應檢查項目。

l主變壓器。

1)本體、冷卻裝置及所有附件應無缺陷，且不滲油。

2)油漆應完整，相色標志正確。

3)變壓器頂蓋上應無遺留雜物，環(huán)境清潔無雜物。

4)事故排油設施應完好，消防設施安全。

5)儲油柜、冷卻裝置、凈油器等油系統(tǒng)上的油門均應

打開，且指示正確。

6)接地引下線及其與主接地網(wǎng)的連接應滿足設計要求，接地應可靠。．

7)分接頭的位置應符合運行要求。有載調壓切換裝置

遠方操作應動作可靠，指示位置正確。

8)變壓器的相位及繞組的接線組別應符合并列運行要

求。

9)測溫裝置指示正確，整定值符合要求。

10）全部電氣試驗應合格，保護裝置整定值符合規(guī)定，操作及聯(lián)動試驗正確

11)冷卻裝置運行正常，散熱裝置齊全。高、低壓電器。

1)電器型號、規(guī)格應符合設計要求。

2)電器外觀完好，絕緣器件無裂紋，絕緣電阻值符合要求，絕緣良好。

3)相色正確，電器接零、接地可靠。

4)電器排列整齊．連接可靠，接觸良好，外表清潔完

整。

5)高壓電器的瓷件質量應符合現(xiàn)行國家標準和有關瓷

產(chǎn)品技術條件的規(guī)定。

6)斷路器無滲油，油位正常。操動機構的聯(lián)動正常，無卡澀現(xiàn)象。

7)組合電器及其傳動機構的聯(lián)動應正常，無卡澀。

8)開關操動機構、傳動裝置、輔助開關及閉鎖裝置應

安裝牢靠，動作靈活可靠，位置指示正確．無滲漏。

9)電抗器支柱完整，無裂紋，支柱絕緣子的接地應良

好。

10)避雷器應完整無損，封口處密封良好。

11)低壓電器活動部件動作靈活可靠．聯(lián)鎖傳動裝置動

作正確，標志清晰。通電后操作靈活可靠，電磁器件

無異常響聲，觸頭壓力，接觸電阻符合規(guī)定。

12)電容器布置接線正確，端子連接可靠。保護回路完

整，外殼完好無滲油現(xiàn)象，支架外殼接地可靠，室內(nèi)通風良好。

13)互感器鄉(xiāng)}觀應完整無缺損，油浸式互感器應無滲油，油位指示正常，保護間隙的距離應符含規(guī)定，相色 應正確，接地良好。

3盤、柜及二次圓路接線。

1)固定和接地應可靠，漆層完好、清潔整齊。

2)電器元件齊全完好，安裝位置正確，接線準確，固

定連接可靠，標志齊全清晰，絕緣符合要求。

3)手車開關柜推入與拉出應靈活，機械閉鎖可靠。

4)柜內(nèi)一次設備的安裝質量符合要求，照明裝置齊全。

5)盤、柜及電纜管道安裝后封堵完好，應有防積水、防結冰、防潮、防雷措施。

6)操作與聯(lián)動試驗正確。

7)所有二次回路接線準確，連接可靠。標志齊全清晰，絕緣符合要求。

4母線裝置。

1)金屬加工、配制，螺栓連接、焊接等應符合國家現(xiàn)

行標準的有關規(guī)定。

2)所有螺栓、墊圈、閉口銷、鎖緊銷、彈簧墊圈、鎖

緊螺母齊全、可靠。

3)母線配制及安裝架設應符合設計規(guī)定，且連接正確．

一接觸可靠。

4)瓷件完整、清潔，軟件和瓷件膠合完整無損，充油

套管無滲油。油位正確。

5)油漆應完好，相色正確，接地良好。

5電纜。．

1)規(guī)格符合規(guī)定，排列整齊，無損傷，相色、路徑標

志齊全、正確、清晰。

2)電纜終端、接頭安裝牢固，彎曲半徑、有關距離、接線相序和排列符合要求，接地良好。

3)電纜溝無雜物，蓋板齊全，照明、通風、排水設施、防火措施符合設計要求。

4)電纜支架等的金屬部件防腐層應完好。低壓配電設備。

1)設備柜架和基礎必須接地或接零可靠。

2)低壓成套配電柜、控制柜、照明配龜箱等應有可靠的電擊保護。

3)手車、抽出式配電柜推拉應靈活，無卡澀、碰撞現(xiàn)

象。

4)箱(盤)內(nèi)配線整齊，無絞接現(xiàn)象，箱內(nèi)開關動作

靈活可靠。

5)低壓成套配電柜交接試驗和箱、柜內(nèi)的裝置應符合設計要求及有關規(guī)定。

6)設備部件齊全，安裝連接應可靠。防雷接地裝置。

1)整個接地網(wǎng)外露部分的連接應可靠，接地線規(guī)格正

確，防腐層應完好，標志齊全明顯。

2)避雷針(罩)的安裝位置及高度應符合設計要求。

3)工頻接地電阻值及設計要求的其他測試參數(shù)應符合設計規(guī)定。

6.3.3驗收應具備的條件。

l各分部工程自查驗收必須全部合格。

2倒送電沖擊試驗正常，且有監(jiān)理簽證。

3設備說明書、合格證、試驗報告、安裝記錄、調度記錄等資料齊全完整。

6．3．4主要驗收工作。

l檢查電氣安裝調試是否符合設計要求。

2檢查制造廠提供的產(chǎn)品說明書：試驗記錄、合格證件、安裝圖紙、備品備件和專用工具及其清單。

3檢查安裝調試記錄和報告、各分部工程驗收記錄和報告及施工中的關鍵工序和隱蔽工程檢查簽證記錄等資料。

4按6.3.2的要求檢查工程質量。

5對缺陷提出處理意見。

6對工程作出評價。

7做好驗收簽證工作。

第三篇：論證書—風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)設計

沈陽工程學院

畢業(yè)設計課題論證書

備注：1.填表說明：“課題性質”按結合生產(chǎn)、結合科研、實驗室建設、社會實際、教學研究、模擬題目、假擬的課題或其它題目填?！罢n題類型”可以是工程設計、綜合試驗、應用研究、技術（產(chǎn)品）開發(fā)、軟件開發(fā)、調查研究、理論探討、綜述等。

2.各系將本表在畢業(yè)設計開始前２個月內(nèi)發(fā)給申請者；經(jīng)專業(yè)教研室、系審定后，系歸檔。

第四篇：風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)設計任務書

沈陽工程學院

畢業(yè)設計(論文)任務書

畢業(yè)設計(論文)題目：1.5MW雙饋風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)設計

系別自控系班級電自091學生姓名賈立鵬學號20093331

31指導教師王森職稱助教畢業(yè)設計(論文)進行地點：圖書館 F-520任 務 下 達 時 間： 2011年 2 月28 日

起止日期：2011 年 2 月28 日起—至 2011年 6 月 17 日止

教研室主任年月日批準

一、設計任務

發(fā)展和利用風能是國際的大趨勢，風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)已成為一個朝陽產(chǎn)業(yè)。風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)是實現(xiàn)風力發(fā)電系統(tǒng)有效經(jīng)濟運行的關鍵部分，很大程度上決定了風力發(fā)電機組的性能。近年來，國家采用三葉片、定槳距、失速型、雙速發(fā)電機的風力發(fā)電機組進行研究并掌握了總裝技術和關鍵部件葉片、電控、發(fā)電機、齒輪箱等的設計制造技術，并初步掌握了總體的設計技術。本課題的主要任務是對1.5Mw風力發(fā)電機組的變速恒頻控制單元的設計來實現(xiàn)發(fā)電機組大范圍內(nèi)調節(jié)運行轉速，來適應風速變化而引起的風力機功率的變化，從而最大限度的吸收風能，提高效率。具體有如下要求:

1.風力發(fā)電機組的并網(wǎng)時必須與電網(wǎng)相序一致，電壓標稱值相等，三相電壓平衡。

2.風力發(fā)電機組應具有寬廣的調速運行范圍，來適應因風速變化而引起的風力機功率的變化，進而最大限度的吸收風能，從而提高效率?？刂埔`活，可以較好的調節(jié)有功功率和無功功率。

3.風力發(fā)電機組應在整個運行范圍內(nèi)，具有高的效率，更好的提供電能。另外還要求風力發(fā)電機組可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，結構簡單可大批量生產(chǎn)，運行時噪聲低，使用維修方便，價格便宜等。

4.具體指標如下表

二、設計（論文）主要內(nèi)容及要求

本課題主要任務是完成雙饋風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)的設計，并且詳細的介紹風力發(fā)電機組各個控制部分原理，功能及其在整個風力發(fā)電控制系統(tǒng)中的作用。

1.確定風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)總體方案 查閱相關資料，確定控制系統(tǒng)設計方案。2.風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)關鍵系統(tǒng)的設計

雙饋式風力發(fā)電機系統(tǒng)的設計、風力發(fā)電系統(tǒng)變槳系統(tǒng)的設計、風力發(fā)電機組變速恒頻系統(tǒng)的設計和風力發(fā)電機組并網(wǎng)技術的設計。

3.風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)軟件設計 完成系統(tǒng)軟件的整體結構框圖及詳細說明。4風力發(fā)電機組低壓運行部分設計 5.撰寫畢業(yè)設計論文

內(nèi)容包括：中英文摘要（中文摘要一般400字左右）、關鍵詞（一般為3～5個）、目錄、引言（前言、緒論、序言）、正文（字數(shù)10000字以上）、結論、致謝、參考文獻、附錄、有關圖紙。其具體要求見《畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范》。

三、課題完成后應提交的成果

畢業(yè)設計論文、控制系統(tǒng)原理圖、控制流程圖等與其它畢業(yè)設計資料一起裝訂后裝在學校統(tǒng)一印制的“沈陽工程學院畢業(yè)設計資料袋”中，其裝訂順序見《畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范》。

四、時間進度安排

五、主要參考資料（文獻）：

[1]李建林,許洪華.風力發(fā)電中的電力電子變流技術：機械工業(yè)出版社.2008 [2]李建華,許洪華.風力發(fā)電系統(tǒng)低電壓運行技術：機械工業(yè)出版社..2006 [3]鄭源,張德虎.風力發(fā)電機組控制技術：中國水利水電出版社.2009 [4]王承煦,張源.風力發(fā)電：中國電力出版社.2006

[5]葉杭冶.風力發(fā)電機組的控制技術：機械工業(yè)出版社.2005

第五篇：風力發(fā)電機組并網(wǎng)技術

風力發(fā)電機組并網(wǎng)技術

20世紀90年代，L.Xu, Bhowink, Machromoum, R.Pena等學者對雙饋電機在變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)中的應用進行了理論、仿真分析和試驗研究，為雙饋電機在風力發(fā)電系統(tǒng)中的應用打下了理論基礎。同時，電力電子技術和計算機技術的高速發(fā)展，使得采用電力電子元件(IGBT等)和脈寬調制(PWM)控制的變流技術在雙饋電機控制系統(tǒng)中得到了應用，這大大促進了雙饋電機控制技術在風電系統(tǒng)中的應用。八十年代以后，功率半導體器件發(fā)展的主要方向是高頻化、大功率、低損耗和良好的可控性，并在交流調速領域內(nèi)得到廣泛應用，使其控制性能可以和直流電機媲美。九十年代微機控制技術的發(fā)展，加速了雙饋電機在工業(yè)領域的應用步伐。近十年來是雙饋電機最重要的發(fā)展階段，變速恒頻雙饋風力發(fā)電機組已由基本控制技術向優(yōu)化控制策略方向發(fā)展。其勵磁控制系統(tǒng)所用變流裝置主要有交交變流器和交直交變流器兩種結構形式:(1)交交變流器的特點是容量大，但是輸出電壓諧波多，輸入側功率因數(shù)低，使用功率元件數(shù)量較多。(2)采用全控電力電子器件的交直交變流器可以有效克服交交變流器的缺點，而且易于控制策略的實現(xiàn)和功率雙向流動，非常適用于變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的勵磁控制。

為了改善發(fā)電系統(tǒng)的性能，國內(nèi)外學者對變速恒頻雙饋發(fā)電機組的勵磁控制策略進行了較深入的研究，主要為基于各種定向方式的矢量控制策略和直接轉矩控制策略。我國科研機構從上世紀九十年代開始了對變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)控制技術的研究，但大多數(shù)研究還僅限于實驗室，只有部分研究成果在中，在小型風力發(fā)電機的勵磁控制系統(tǒng)中得到應用。因此，加快雙饋機組的勵磁控制技術的研究進度對提高我國風電機組自主化進程具有重要意義。

除了上面提到的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)勵磁控制技術研究以外，變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)還有許多研究熱點包括:

(I)風力發(fā)電系統(tǒng)的軟并網(wǎng)軟解列研究

軟并網(wǎng)和軟解列是目前風力發(fā)電系統(tǒng)的一個重要部分。一般的，當電網(wǎng)容量比發(fā)電機的容量大得多的時候，可以不考慮發(fā)電機并網(wǎng)的沖擊電流，鑒于目前并網(wǎng)運行的發(fā)電機組已經(jīng)發(fā)展到兆瓦級水平，所以必須要限制發(fā)電機在并網(wǎng)和解列時候的沖擊電流，做到對電網(wǎng)無沖擊或者沖擊最小。

(2)無速度傳感器技術在雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)應用的研究

近年，雙饋電機的無位置以及無速度傳感器控制成了風力發(fā)電領域的一個重要研究方向，在雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)中需要知道電機轉速以及位置信息，但是速度以及位置傳感器的采用提高了成本并且?guī)砹艘恍┎槐?。理論上可以通過電機的電壓和電流實時計算出電機的轉速，從而實現(xiàn)無速度傳感器控制。如果采用無傳感器控就可以使發(fā)電機和逆變器之間連線消除，降低了系統(tǒng)成本，增強了控制系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性。

(3)電網(wǎng)故障狀態(tài)下風力發(fā)電系統(tǒng)不間斷運行等方面

并網(wǎng)型雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)的定子繞組連接電網(wǎng)上，在運行過程中，各種原因引起的電網(wǎng)電壓波動、跌落甚至短路故障會影響發(fā)電機的不間斷運行。電網(wǎng)發(fā)生突然跌落時，發(fā)電機將產(chǎn)生較高的瞬時電磁轉矩和電磁功率，可能造成發(fā)電機系統(tǒng)的機械損壞或熱損壞，所以三相電網(wǎng)電壓突然跌落時的系統(tǒng)持續(xù)運行控制策略的研究是目前研究焦點問題之一。

此外，雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定以及無功極限方面也是目前研究的熱點。

在大型風力發(fā)電系統(tǒng)運行過程中，經(jīng)常需要把風力發(fā)電機組接入電力系統(tǒng)并列運行。發(fā)電機并網(wǎng)是風力發(fā)電系統(tǒng)正常運行的“起點”，也是整個風力發(fā)電系統(tǒng)能夠良好運行的前提。其主要要求是限制發(fā)電機在并網(wǎng)時的瞬變電流，避免對電網(wǎng)造成過大的沖擊，并網(wǎng)過程是否平穩(wěn)直接關系到含風電電網(wǎng)的穩(wěn)定性和發(fā)電機的安全性。當電網(wǎng)的容量比發(fā)電機的容量大的多(大于25倍)的時候，發(fā)電機并網(wǎng)時的沖擊電流可以不考慮。但風力發(fā)電機組的單機容量越來越大，目前己經(jīng)發(fā)展到兆瓦級水平，機組并網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊已經(jīng)不能忽視。比較嚴重的后果不但會引起電網(wǎng)電壓的大幅下降，而且還會對發(fā)電機組各部件造成損害;而且，長時間的并網(wǎng)沖擊，甚至還會造成電力系統(tǒng)的解列以及威脅其它發(fā)電機組的正常運行。

因此必須通過合適的發(fā)電機并網(wǎng)方式來抑制并網(wǎng)沖擊電流。

目前，實現(xiàn)發(fā)電機并網(wǎng)的方式主要有兩種，一種被稱為準同期方式，另一種被稱為自同期方式。準同期方式是將已經(jīng)勵磁的發(fā)電機在達到同期條件后并入電網(wǎng);自同期方式則是將沒有被勵磁的發(fā)電機在達到額定轉速時并入電網(wǎng)，隨即給發(fā)電機加上勵磁，接著轉子被拉入同步。自同期方式由于當發(fā)電機合閘時，沖擊電流較大，母線電壓跌落較多而很少采用。因此，現(xiàn)在發(fā)電機的主要并網(wǎng)方式為準同期方式，它能控制發(fā)電機快速滿足準同期條件，從而實現(xiàn)準確、安全并網(wǎng)。

異步風力發(fā)電機組并網(wǎng)

異步發(fā)電機投入運行時，由于靠轉差率來調整負荷，其輸出的功率與轉速近乎成線性關系，因此對機組的調速要求不像同步發(fā)電機那么嚴格精確，不需要同步設備和整步操作，只要轉速接近同步轉速時就可并網(wǎng)。但異步發(fā)電機的并網(wǎng)也存在一些問題。例如直接并網(wǎng)時會產(chǎn)生過大的沖擊電流(約為異步發(fā)電機額定電流的4～7倍)，并使電網(wǎng)電壓瞬時下降。隨著風力發(fā)電機組電機容量的不斷增大，這種沖擊電流對發(fā)電機自身部件的安全以及對電網(wǎng)的影響也愈加嚴重。過大的沖擊電流，有可能使發(fā)電機與電網(wǎng)連接的主回路中自動開關斷開;而電網(wǎng)電壓的較大幅度下降；則可能會使低壓保護動作，從而導致異步發(fā)電機根本不能并網(wǎng)。另外，異步發(fā)電機還存在著本身不能輸出無功功率、需要無功補償、過高的系統(tǒng)電壓會造成發(fā)電機磁路飽和等問題。

目前，國內(nèi)外采用異步發(fā)電機的風力發(fā)電機組并網(wǎng)方式主要有以下幾種。

(1)直接并網(wǎng)方式

這種并網(wǎng)方法要求并網(wǎng)時發(fā)電機的相序與電網(wǎng)的相序相同，當風力機驅動的異步發(fā)電機轉速接近同步轉速(90%一100%)時即可完成自動并網(wǎng)，見圖(2-6)所示，自動并網(wǎng)的信號由測速裝置給出，然后通過自動空氣開關合閘完成并網(wǎng)過程。這種并網(wǎng)方式比同步發(fā)電機的準同步并網(wǎng)簡單，但并網(wǎng)瞬間存在三相短路現(xiàn)象，并網(wǎng)沖擊電流達到4～5倍額定電流，會引起電力系統(tǒng)電壓的瞬時下降。這種并網(wǎng)方式只適合用于發(fā)電機組容量較小或與大電網(wǎng)相并的場合。

(2)準同期并網(wǎng)方式

與同步發(fā)電機準同步并網(wǎng)方式相同，在轉速接近同步轉速時，先用電容勵磁，建立額定電壓，然后對已勵磁建立的發(fā)電機電壓和頻率進行調節(jié)和校正，使其與系統(tǒng)同步。當發(fā)電機的電壓、頻率、相位與系統(tǒng)一致時，將發(fā)電機投入電網(wǎng)運行，見圖(2-7)所示。采用這種方式，若按傳統(tǒng)的步驟經(jīng)整步到同步并網(wǎng)，則仍須要高精度的調速器和整步、同期設備，不僅要增加機組的造價，而且從整步達到準同步并網(wǎng)所花費的時間很長，這是我們所不希望的。該并網(wǎng)方式合閘瞬間盡管沖擊電流很小，但必須控制在最大允許的轉矩范圍內(nèi)運行，以免造成網(wǎng)上飛車。

(3)降壓并網(wǎng)方式

降壓并網(wǎng)是在異步發(fā)電機和電網(wǎng)之間串接電阻或電抗器或者接入自禍變壓器，以便達到降低并網(wǎng)合閘瞬間沖擊電流幅值及電網(wǎng)電壓下降的幅度。因為電阻、電抗器等元件要消耗功率，在發(fā)電機進入穩(wěn)態(tài)運行后必須將其迅速切除。顯然這種并網(wǎng)方法的經(jīng)濟性較差。

(4)晶閘管軟并網(wǎng)方式

這種并網(wǎng)方式是在異步發(fā)電機定子與電網(wǎng)之間通過每相串入一只雙向晶閘管連接起來，來對發(fā)電機的輸入電壓進行調節(jié)。雙向晶閘管的兩端與并網(wǎng)自動開關K2的動合觸頭并聯(lián)，如圖2-9所示。

接入雙向晶閘管的目的是將發(fā)電機并網(wǎng)瞬間的沖擊電流控制在允許的限度內(nèi)。圖(2-9)示出軟并網(wǎng)裝置的原理。通過采集US和IS的幅值和相位，對晶閘管的導通角進行控制。具體的并網(wǎng)過程是:當風力發(fā)電機組接收到由控制系統(tǒng)微處理機發(fā)出的啟動命令后，先檢查發(fā)電機的相序與電網(wǎng)的相序是否一致，若相序正確，則發(fā)出松閘命令，風力發(fā)電機組開始啟動；當發(fā)電機轉速接近同步轉速時(約為99 %-100%同步轉速)，雙向晶閘管的控制角同時由180度到0度逐漸同步打開，與此同時，雙向晶閘管的導通角則同時由0度到180度逐漸增大，此時并網(wǎng)自動開關K2未動作，動合觸點未閉合，異步發(fā)電機即通過晶閘管平穩(wěn)地并入電網(wǎng)，隨著發(fā)電機轉速的繼續(xù)升高，電機的轉差率趨于零，當轉差率為零時，雙向晶閘管已全部導通，并網(wǎng)自動開關K2動作，短接雙向晶閘管，異步發(fā)電機的輸出電流將不再經(jīng)雙向晶閘管，而是通過已閉合的自動開關K2流入電網(wǎng)。在發(fā)電機并網(wǎng)后，應立即在發(fā)電機端并入補償電容，將發(fā)電機的功率因數(shù)(cos }p)提高到0.95以上。由于風速變化的隨機性，在達到額定功率前，發(fā)電機的輸出功率大小是隨機變化的，因此對補償電容的投入與切除也需要進行控制，一般是在控制系統(tǒng)中設有幾組容量不同的補償電容，根據(jù)輸出無功功率的變化，控制補償電容的分段投入或切除。這種并網(wǎng)方法的特點是通過控制晶閘管的導通角，來連續(xù)調節(jié)加在負載上的電壓波形，進而改變負載電壓的有效值。目前，采用晶閘管軟切入裝置((SOFT CUT-IN)已成為大型異步風力發(fā)電機組中不可缺少的組成部分，用于限制發(fā)電機并網(wǎng)以及大小電機切換時的瞬態(tài)沖擊電流，以免對電網(wǎng)造成過大的沖擊。

晶閘管軟并網(wǎng)技術雖然是目前一種較為先進的并網(wǎng)方法，但它也對晶閘管器件以及與之相關的晶閘管觸發(fā)電路提出了嚴格的要求，即晶閘管器件的特性要一致、穩(wěn)定以及觸發(fā)電路可靠，只有發(fā)電機主回路中的每相的雙向晶閘管特性一致，并且控制極觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流一致，全開通后壓降相同，才能保證可控硅導通角在0度到180度范圍內(nèi)同步逐漸增大，才能保證發(fā)電機三相電流平衡，否則會對發(fā)電機

不利。

適合交流勵磁雙饋風力發(fā)電機組的并網(wǎng)技術

目前，適合交流勵磁雙饋風力發(fā)電機組的并網(wǎng)方式主要是基于定子磁鏈定向矢量控制的準同期并網(wǎng)控制技術，包括空載并網(wǎng)方式，獨立負載并網(wǎng)方式，以及孤島并網(wǎng)方式。另外，對于垂直軸型的雙饋機組，由于不能自動起動，所以必須采用“電動式”并網(wǎng)方式。下面對各種并網(wǎng)方式的實現(xiàn)原理分別給予了簡要介紹。

(1)空載并網(wǎng)技術

所謂空載并網(wǎng)就是并網(wǎng)前雙饋發(fā)電機空載，定子電流為零，提取電網(wǎng)的電壓信息(幅值、頻率、相位)作為依據(jù)提供給雙饋發(fā)電機的控制系統(tǒng)，通過引入定子磁鏈定向技術對發(fā)電機的輸出電壓進行調節(jié)，使建立的雙饋發(fā)電機定子空載電壓與電網(wǎng)電壓的頻率、相位和幅值一致。當滿足并網(wǎng)條件時進行并網(wǎng)操作，并網(wǎng)成功后控制策略從并網(wǎng)控制切換到發(fā)電控制。如圖(2-10)所示。

（2)獨立負載并網(wǎng)技術

獨立負載并網(wǎng)技術的基本思路為:并網(wǎng)前雙饋電機帶負載運行(如電阻性負載)，根據(jù)電網(wǎng)信息和定子電壓、電流對雙饋電機和負載的值進行控制，在滿足并網(wǎng)條件時進行并網(wǎng)。獨立負載并網(wǎng)方式的特點是并網(wǎng)前雙饋電機已經(jīng)帶有獨立負載，定子有電流，因此并網(wǎng)控制所需要的信息不僅取自于電網(wǎng)側，同時還取自于雙饋電機定子側。

負載并網(wǎng)方式發(fā)電機具有一定的能量調節(jié)作用，可與風力機配合實現(xiàn)轉速的控制，降低了對風力機調速能力的要求，但控制較為復雜。

(3)孤島并網(wǎng)方式

孤島并網(wǎng)控制方案可分為3個階段。第一階段為勵磁階段，見圖(2-12)所示，從電網(wǎng)側引入一路預充電回路接交—直—交變流器的直流側。預充電回路由開關K1、預充電變壓器和直流充電器構成。

當風機轉速達到一定轉速要求后，K1閉合，直流充電器通過預充電變壓器給交—直—交變流器的直流側充電。充電結束后，電機側變流器開始工作，供給雙饋電機轉子側勵磁電流。此時，控制雙饋電機定子側電壓逐漸上升，直至輸出電壓達到額定值，勵磁階段結束。

第二階段為孤島運行階段。首先將Kl

斷開，然后啟動網(wǎng)側變流器，使之開始升壓運行，將直流側

升壓到所需值。此時，能量在網(wǎng)側變流器，電機側變流器以及雙饋電機之間流動，它們共同組成一個孤島運行方式。

第三階段為并網(wǎng)階段。在孤島運行階段，定子側電壓的幅值、頻率和相位都與電網(wǎng)側相同。此時閉合開關K2，電機與電網(wǎng)之間可以實現(xiàn)無沖擊并網(wǎng)。并網(wǎng)后，可通過調節(jié)風機的槳距角來增加風力機輸入能量，從而達到發(fā)電的目的。

(4)“由動式”并網(wǎng)方式

前面介紹的幾種并網(wǎng)方式都是針對具有自起動能力的水平軸雙饋風力發(fā)電機組的準同期并網(wǎng)方式，對于垂直軸型的雙饋機組(又稱達里厄型風力機)由于不具備自啟動能力，風力發(fā)電機組在靜止狀態(tài)下的起動可由雙饋電機運行于電動機工況來實現(xiàn)。

如圖(2-13)所示，為實現(xiàn)系統(tǒng)起動在轉子繞組與轉子側變頻器之間安裝一個單刀雙擲開關K3，在進行并網(wǎng)操作時，首先操作K3將雙饋發(fā)電機轉子經(jīng)電阻短路，然后閉合K1連接電網(wǎng)與定子繞組。在電網(wǎng)電壓作用下雙饋電機將以感應電動機轉子串電阻方式逐漸起動。通過調節(jié)轉子串電阻的大小，可以提高起動轉矩減小起動電流，從而緩解機組起動過程的暫態(tài)沖擊。當雙饋感應發(fā)電機轉速逐漸上升并接近同步轉速時，轉子電流將下降到零。在此條件下，操作K3斷開串聯(lián)電阻后將轉子繞組與轉子側變頻器相連接，同時觸發(fā)轉子側變頻器投入勵磁。最后在成功投入勵磁后，調節(jié)勵磁使雙饋發(fā)電機迅速進入定子功率或轉速控制狀態(tài)，完成機組起動過程。

這種并網(wǎng)方式實現(xiàn)方法簡單，通過適當?shù)捻樞蚩刂凭湍軌驅崿F(xiàn)不具備自起動能力的雙饋發(fā)電機組的起動與并網(wǎng)的需要，如果電機轉子側安裝有“CrowBarProtection”保護裝置，則通過控制器投切“CrowBar Protection”就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的起動與準同期并網(wǎng)。

空載并網(wǎng)方式并網(wǎng)前發(fā)電機不帶負載，不參與能量和轉速的控制，所以為了防止在并網(wǎng)前發(fā)電機的能量失衡而引起的轉速失控，應由原動機來控制發(fā)電機組的轉速。獨立負載并網(wǎng)方式并網(wǎng)前接有負載，發(fā)電機參與原動機的能量控制，表現(xiàn)在一方面改變發(fā)電機的負載，調節(jié)發(fā)電機的能量輸出，另一方面在負載一定的情況下，改變發(fā)電機轉速的同時，改變能量在電機內(nèi)部的分配關系。前一種作用實現(xiàn)了發(fā)電機能量的粗調，后一種實現(xiàn)了發(fā)電機能量的細調。可以看出，空載并網(wǎng)方式需要原動機具有足夠的調速能力，對原動機的要求較高;獨立負載并網(wǎng)方式，發(fā)電機具有一定的能量調節(jié)作用，可與原動機配合實現(xiàn)轉速的控制，降低了對原動機調速能力的要求，但控制復雜，需要進行電壓補償和檢測更多的電壓、電流量。孤島并網(wǎng)方式是一種近年來才提出的比較新穎的一種并網(wǎng)方式，在并網(wǎng)前形成能量回路，轉子變換器的能量輸入由定子提供，降低了并網(wǎng)時的能量損耗。

其中空載并網(wǎng)方式由于具有控制策略簡單，控制效果好，而在實際機組中廣泛采用，而負載并網(wǎng)方式、孤島并網(wǎng)方式以及“電動式”并網(wǎng)方式由于存在控制系統(tǒng)較為復雜，系統(tǒng)穩(wěn)定性差等缺點目前仍然停留在理論探索階段。

雙饋發(fā)電機并網(wǎng)控制與功率控制的切換

雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制的目的是對發(fā)電機的輸出電壓進行調節(jié)，使建立的DFIG的定子空載電壓與電網(wǎng)電壓的幅值、頻率、和相位保持一致，當滿足并網(wǎng)條件時進行并網(wǎng)操作，并網(wǎng)成功后進行最大風能追蹤控制

.并網(wǎng)成功后一方面變槳距系統(tǒng)將槳葉節(jié)距角置于0以獲得最佳風能利用系數(shù)，與此同時轉子勵磁系統(tǒng)開始進行最大功率點跟蹤(Maximum Power pointTracking,MPPT)控制，以捕獲最大風能。并網(wǎng)切換前后控制策略有較大差異，如果直接切換，則控制系統(tǒng)重新從零開始調節(jié)，必然引起轉子電壓的突變，從而造成并網(wǎng)瞬間系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，這種振蕩可能短時間內(nèi)使系統(tǒng)輸出有很大的偏差，致使控制量超過系統(tǒng)可能的最大允許范圍，容易造成發(fā)電機損壞，而這在實際的并網(wǎng)過程中是十分不利的。為此，要達到發(fā)電機順利、安全并網(wǎng)的目的還必須實現(xiàn)控制策略的無擾切換，使轉子輸出電壓平穩(wěn)的過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)。

雙饋發(fā)電機的解列控制

基于雙饋電機的變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)，在風速達到最低啟動風速(切入風速)后開始進行并網(wǎng)控制使空載定子電壓跟隨電網(wǎng)電壓，風電機組平穩(wěn)的并入電網(wǎng)，運行發(fā)電。在風力機并入電網(wǎng)后會根據(jù)風速大小的不同實施不同的控制策略，包括MPPT控制、恒轉速控制及恒功率控制。當高于停機風速(切出風速)時，便會將風機從電網(wǎng)中切出，即解列控制。解列控制的要求是在斷網(wǎng)瞬間定子電流為零。由于在斷網(wǎng)前雙饋電機實施恒功率控制，所以在解列控制中一方面要通過變槳距系統(tǒng)將槳葉節(jié)距角刀調至90，即順槳狀態(tài)，以減少風輪吸收的機械能降低轉子的轉速，另一方面通過轉子勵磁系統(tǒng)控制轉子電流的轉矩分量和勵磁分量逐漸減小到零，從而使得雙饋電機的定子電流逐漸變化到零，最后在零電流狀態(tài)下與電網(wǎng)脫開，完成軟切出過程。oo