风力发电机组并网技术

风力发电并网技术及电能质量控制措施摘要：现阶段，我国各项经济呈现出迅猛发展的形式，人们对日常生活的要求越来越高。

电能已经成为人们必不可少的能源，我国对新能源的关注度越来越高，尤其是“可持续发展战略”提出以来，人们对如何提高风能、水能等新能源的利用率展开了研究。

关键词：风力发电;并网技术;电能质量;控制措施1风力发电并网技术我们所述的风力发电并网技术指的是发电机输出的电压在幅值，频率乃至向位上和电网系统的电压是一致的。

风力发电并网是完成风力发电到电能供应的必要过程，是实现电能输出的必要环节。

并网技术的关键是确保风力发电机组输出，电力能源的电压和被接入电网的电压在扶智相位频率等方面保持一致，能够保证风力发电并网实施后，整体电能供应的稳定性而目前的风力发电并网技术主要有两种，一种是同步风力发电并网技术，另一种是异步风力发电并网技术。

同步风力发电并网技术主要是将风力发电机和同步发电机相结合，在进行同步发电机的运行中能够有效的输出有功功率，并且能保证为发电提供必要的无功功率，促进周波稳定性提升，可以有效的提高电能稳定性。

同步风电发力机具有工作效率高，体积小，结构紧凑，成本的可靠性高，维护量小等优点。

该发电机的转速平稳负载特性强，周波稳定，发电机组发电电能质量高，这导致同步风力发电机在风力发电中的应用十分广泛。

同步风力发电并网技术在整个风力发电技术的应用中占很大的比重。

在同步风力发电并网技术的应用中，风速波动明显会造成转子转距出现较大的波动，容易影响发电机组并网调速的准确性。

为了解决这个问题，可以采用在电网和发电机组之间安装变频器的方法避免电力系统无功震荡和步失，有效的提高并网质量。

异步风力发电并网技术跟同步风力发电并网技术相比，其主要是借助转差率实现对发电机的运行复合的调整目标，在具体的调速精度方面要求并不高。

这种技术能够减少相关同步，设备安装的繁琐，也可以省去整部操作环节，实现转速的适当调整。

但是这种技术也有缺点，他在具体的并网操作中可能会产生冲击电流，如果产生的冲击电流过大，就会导致电网电压水平降低，不利于电网的安全运行。

风力发电并网系统的控制和优化策略摘要：随着绿色、环保理念逐渐深入人心，新能源技术的发展和应用在当今社会背景下越来越引起重视，风机发电技术则是新能源领域的重要发展方向。

以风力发电技术为基础，结合国家电网构建并发展并网系统，对于我国未来整体能源结构的调整是十分有利的，但应采取何种运行原理、采取何种运行措施，还需结合实际情况制定相应的控制预案并不断进行优化。

关键词：新能源技术；并网系统；风力发电引言：当前我国大力倡导绿色保护环保的理念，在这样的社会背景下，新能源的开发与充分应用更是成为社会关注的重点话题。

作为新能源的一类重要分支，如何有效开发并充分应用风力发电资源便也成为了一个重点关注问题。

并网系统是提高风力发电运行质量的有效措施，在构建或优化并网系统时，则需要基于风力发电的基本要求和运行原理来进行控制优化。

一、风力发电技术与其并网系统概述作为清洁、可再生能源的一种，风能受到了人们广泛的关注，风力发电技术也获得了很大的发展。

风力发电技术的原理是通过风能带动叶轮的旋转，带动发电机的运动进行发电。

根据现在的风机发电技术，只需要3m/s的微风便可实现发电。

相对于传统的火力发电技术，风力发电过程不需要能耗，也不会产生污染和辐射，因此获得了人们广泛的认可，尤其是近些年人们对新能源技术越来越重视，促进了风力发电技术的进一步发展。

要想风电电力能够顺利并入主电网，要求发电频率与电网频率必须保持一致。

根据风力发电所采用的技术和设备不同，可将风力发电分为恒速和变速两种形式，两种发电形式的频率都能保持稳定。

其中，恒速发电形式下对发电机运行速度要求十分严格，目前大多采用异步感应发电机技术来实现；而变速发电技术使用的则是电子变频器对发电频率进行控制。

二、风力发电并网系统的基础架构在风力发电并网系统中，微网系统是其中一个重要组成部分。

它的应用优点是当电网在运行过程中遇到了一些问题时，该系统可以对电网进行自动探测和处理。

微网主要是由小型电源负载结构、电能转换装置、储能装置等构成，在实践中，它们能够充分合理地利用输送到电网的能量，实现能量的合理分配和充分利用，从而提高电力的综合利用率。

风电并网技术标准(word版)ICS备案号:DL 中华人民共和国电力行业标准P DL/Txxxx-200x风电并网技术标准Regulations for Wind Power Connecting to the System(征求意见稿)200x-xx-xx发布200x-xx-xx实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布DL/T —20 中华人民共和国电力行业标准P DL/Txxxx-2QQx风电并网技术标准Regulations for Wind Power Connecting to the System主编单位:中国电力工程顾问集团公司批准部门:中华人民共和国国家能源局批准文号:前言根据国家能源局文件国能电力「2009]167号《国家能源局关于委托开展风电并网技术标准编制工作的函》，编制风电并网技术标准。

《风电场接入电力系统技术规定》GB/Z 19963- 2005于2005年发布实施，对接入我国电力系统的风电场提出了技术要求。

该规定主要考虑了我国风电尚处于发展初期，风电机组制造产业处于起步阶段，风电在电力系统中所占的比例较小，接入比较分散的实际情况，对风电场的技术要求较低。

根据我国风电发展的实际情况，各地区风电装机规模和建设进度不断加快，风电在电网中的比重不断提高，原有规定已不能适应需要。

为解决大规模风电的并网问题，在风电大规模发展的情况下实现风电与电网的协调发展，特编制本标准。

本标准土要针对大规模风电场接入电网提出技术要求，由风电场技术规定、风电机组技术规定组成。

本标准由国家能源局提出并归口。

本标准主编单位:中国电力工程顾问集团公司参编单位:中国电力科学研究院本标准主要起草人：徐小东宋漩坤张琳郭佳李炜李冰寒韩晓琪饶建业佘晓平1范围1 0. 1本标准适用于通过110 (66)千伏及以上电压等级线路接入电网的新建或扩建风电1 0. 2通过其他电压等级接入电网的风电场，可参照木规定。

10. 3己投运风电场改建参照本规定执行。

电力科技 浅谈风力发电并网技术及电能控制蔡锐锋（广东能源集团湛江风力发电有限公司，广东 湛江 524043）摘要：随着社会经济的发展，对于能源资源的需求量获得快速增长。

电力资源是社会发展的物质基础，发电路径成为现代电力企业研究的重点内容。

风力资源作为洁净且可再生资源，发电时具有很强的灵活性，所以在进行监管的时候面临着很大的难度。

本文主要探究在当前能源资源供给量下降的背景下，如何提升风力发电并网技术的应用以及控制电能质量。

通过分析风力发电并网技术的基本含义，明确技术发展要点，归纳风力发电并网技术的发展趋势，概述控制发电质量的措施，实现风力发电并网技术的发展与电能控制水平提升。

关键词：风力发电；并网技术；电能控制；措施风能作为一种可再生能源资源，是十分清洁的，当前我国风力发电技术是所有新能源开发技术中最为成熟的一种，并且已经初具规模，成为现代电力资源开发与存储的重要保障。

电力电子技术的快速发展以及成本降低，使得改善风力发电性能时可以组合运用电网接入和电能控制。

风力发电并网技术是未来发展的主流趋势，强化对风力发电并网技术的研究能够为后期的风力发电发展奠定坚实的技术基础。

1 风力发电并网技术分析1.1 同步风力发电机组并网技术从同步风力发电机组并网技术的本质分析，是有机组合同步发电机与风力发电机而成的。

当同步发电机在运行的时候，不仅可以高效率的将有功功率输出，还可以为发电机组提供充足的无功功率，实现周波稳定性增强，从而为显著优化与提升电能质量奠定基础。

通过上述分析可以了解，我国在风力发电以及电力系统建设中，选择与应用同步发电机是常态。

但是如何将同步发电机与风力发电机相结合，是当前学术界和电力企业以及科研人员研究的重点。

在大多数情况下，风速所形成的波动是尤为显著的，风速波动能够导致转子转矩产生波动且幅度大，难以满足发电机组并网调速对于精准度所提出的要求。

若是没有充分考虑融合同步发电机与风力发电机之后的问题，当发生荷载增大问题的时候，将会造成电力系统出现无功振荡和失步现象。

2风力发电机组并网运行方式分析2.1风力发电系统的基本结构和工作原理风力发电系统从形式上有离网型、并网型。

离网型的单机容量小(约为0．1～5 kW，一般不超过10 kW)，主要采用直流发电系统并配合蓄电池储能装置独立运行；并网型的单机容量大(可达MW级)，且由多台风电机组构成风力发电机群(风电场)集中向电网输送电能。

另外，中型风力发电机组(几十kW到几百kW)可并网运行，也可与其它能源发电方式相结合(如风电一水电互补、风电一柴油机组发电联合)形成微电网。

并网型风力发电的频率应保持恒等于电网频率，按其发电机运行方式可分为恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统两大类。

2.1.1恒速恒频风力发电系统恒速恒频风力发电系统中主要采用三相同步发电机(运行于由电机极对数和频率所决定的同步转速)、鼠笼式异步发电机(SCIG)。

且在定桨距并网型风电机组中，一般采用SCIG，通过定桨距失速控制的风轮使其在略高于同步转速的转速(一般在(1～1．05)n)之间稳定发电运行。

如图2.1所示采用SCIG的恒速恒频风力发电系统结构示意图，由于SCIG在向电网输出有功功率的同时，需从电网吸收滞后的无功功率以建立转速为n的旋转磁场，这加重了电网无功功率的负担、导致电网功率因数下降，为此在SCIG机组与电网之间设置合适容量的并联电容器组以补偿无功。

在整个运行风速范围内(3 m／s < <25 m／s),气流的速度是不断变化的，为了提高中低风速运行时的效率，定桨距风力1发电机普遍采用三相(笼型)异步双速发电机，分别设计成4极和6极，其典型代表是NEGMICON 750 kW机组。

风图2.1采用SCIG的恒速恒频风力发电系统恒速恒频风力发电系统具有电机结构简单、成本低、可靠性高等优点，其主要缺点为：运行范围窄；不能充分利用风能(其风能利用系数不可能保持在最大值)；风速跃升时会导致主轴、齿轮箱和发电机等部件承受很大的机械应力。

小议风力发电并网技术及其对电能质量的影响【摘要】本文基于笔者的实际工作，分析了风力发电并网技术，随后对风力发电并网技术对电能质量造成的影响进行了详细分析，以最终保证风电场和电网能够稳定运行。

【关键词】风力发电并网技术电能质量影响在二十一世纪，风力发电为一类发展最为迅速的可再生能源，由于风电场具有的容量日益变大，对系统产生的影响日益突出，进行风力发电并网对电能质量的影响变为关键的课题，基于种种原因，其会给配电网造成谐波污染、电压波动以及闪变的影响，风电的随机性使发电及运行计划的确定有了难度。

该文重点分析了风力发电并网技术，还研究了风力发电并网技术对电网电能质量造成的影响，最后还探讨了电压波动及闪变的抑制办法。

一、风力发电并网技术的分析风电电源和电网电源二者在相序、电压频率、有效值以及相位、波形都相同或者大致相同，其即为风电机组的并网条件。

1.双馈异步发电机组并网双馈异步电机的转子经过变频器使用交流励磁，电机与电网间组成“柔性连接”，能根据电网电压及电流、发电机的转速，通过控制机侧变换器对发电机转子励磁电流进行调节，进而准确地控制发电机定子的电压，保证它符合并网条件，所以能于变速之下进行并网。

全部并网调节的过程通过转子变频器得以实现，不用外增硬件装置。

调节精度不仅高，并网冲击还不大。

2.异步发电机的并网技术当今，异步发电机的并网不仅包括降压、直接以及准同期并网方式，还包括晶闸管软并网以及捕捉式准同步并网方式。

对于降压并网方式，其于发电机和电网二者之间进行白耦变压器、电阻、电抗器的串联，进而减少并网之时的冲击电流以及电网电压降落的幅度。

当发电机进行稳定运行之时，要及时地由电路之中把接入的电阻元件除去，防止消耗功率。

对于直接并网方式，在并网之时，发电机的相序应相等于电网的相序，在异步发电机的转速大致达到同步转速的0.9到1.0的时候，便能自动并入电网。

对于自动并网的信号，测速装置能给出来，空气开关自动合闸并网得以完成。

双馈风力发电机并网控制摘要：风力是重要的清洁能源，风力所具备的可再生性以及无污染性使得其受到广泛关注和应用，风力发电也是目前我国重点要求的电力能源技术。

而并网控制是将风力发电机稳定地接入到电网系统中的技术。

本文主要研究双馈风力发电机并网控制的方法，以及在实际应用中的难点，以及并网控制过程中存在的其他影响控制，并相应地提出优化建议。

关键词：双馈风力发电机；并网控制；方法；难点一、双馈风力发电机概述当前风力发电机大体可以分为同步电机好异步电机两类，实际应用中可以细分为鼠笼异步发电机、双馈发电机、同步发电机以及永磁同步发电机。

双馈风力发电机是一种绕线式感应发电机，属于异步发电机。

由于双馈异步电动机的定子绕组直接同电网相连接，转子绕组通过变流器和电网连接，并由变频器实现对饶子绕组电源电压、相位以及频率和幅值的自动调控，因而在运行中，机组可以在不同的转速下维持恒频发电。

然而，虽然双馈发电机具备机械承受应力小、运行噪音小、变频器容量小以及启动效率高的特点，但双馈发电机的电气损耗较大，还需配备齿轮箱，造价较为昂贵。

不过相比同步风力发电机，双馈风力发电机能够更好的实现电能稳定输出，实用性较强。

二、双馈发电机的并网控制方法双馈发电机的并网控制方法和异步发电机相似，主要原理是通过滑差率来调节负荷，发电机的转速和输出功率近似成线性关系，所以只要保持发电机的转速和同步转速相接近就能实现并网。

目前，常用的并网方法主要有四种，直接并网控制法、准同期并网法、降压并网控制法以及电子元件软并网控制法。

2.1 直接并网控制法直接并网控制法是指将风力发电机的输出交流电直接并入到风力电网中，在电机转速和同步转速接近时，由测速系统给出并网信号，再通过自动空气开关实现并网，主要适用于风力发电机和电网相序相同的情况，即电网电容量足够大的同时，风力发电机的容量保持在百千瓦以下。

优点：直接并网控制方法能够保证风力速率变动情况下风力发电机也可以维持横频输出，同时能够单独地对有功功率和无功功率进行解耦控制，便于对风力电动机运行中负载消耗的无功功率进行补偿，稳定其他机组的无功负荷，确保风力发电系统电压的稳定。

风力发电故障分析及并网技术——故障分析：谢吉堂并网技术：金崇伟1 风力发电背景风能是一种干净清洁的、储量及其丰富的可再生能源，它和其他存在自然界的矿物燃料能源如煤、石油、天然气等不同，它不会随着其本身的转化利用而减少，因而也可以说风能是一种取之不尽、用之不竭的新能源；而煤、石油、天然气等矿物燃料能源，其储量随着利用时间的增长而日益减少枯竭。

矿物燃料在利用的过程中会带来严总的环境污染问题，如空气中CO2、SO2、NO、CO等气体的排放增多导致了温室效应、酸雨等问题产生。

从上个世纪七十年代，世界各个国家对环境保护、能源危机、节能技术等的关注，认为大规模风力发电是减少空气污染、减少有害气体的排放量的有效措施之一。

德国、丹麦、荷兰、瑞典、印度、加拿大等国大力发展风力发电技术，并且取得了显著成绩。

2013年全球风电装机新增35467MW，截止到2013年底，全球风电累计装机容量达到318137MW。

中国风能储量大，分布广，而且开发利用潜力巨大。

全国平均风功率密度为100W/m2，风能资源总储量约32.26亿kW，可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿kW，近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW，共计约10亿kW。

在“九五”期间，我国的风力发电有了快速发展。

到2012年底，我国已在14个省份建立了风电场，累计装机达到75324MW，占世界装机容量的1/4。

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

风力发电技术是一种利用风能驱动风机桨叶，进而带动发电机组发电的能源技术。

由于风能清洁、无污染、可再生的特点，世界各国大力发展风电技术，风电正不断超越其预期的发展速度而发展，并一直保持着世界增长最快能源地位。

2 风力发电故障分析的意义风电对于缓解能源供应、改善能源结结构、保护环境等方面意义重大。

这些年，风电机组在我国得到了广泛的安装使用。

由于风力发电机组通常处于野外，环境条件恶劣，容易出现故障，维修起来耗费大量人力物力，对风机的可靠性越来越高。

风力发电及风电并网技术现状与改善分析摘要：风力发电是一种新兴的发电方式,这种发电方式在使用的过程中是绿色环保的,进行风力发电,一方面是减少发电的成本,另一方面是要节约能源,保护环境。

我国的风力发电及风电并网技术还存在着很多的问题,相对于技术较为发达的国家来说,风力发电技术还不完善.本文就是对风力发电及风电并网技术的现状和改善建议进行分析,为相关的研究提供借鉴。

关键词：风电并网；控制技术；现状1风力发电技术现状分析1.1单机容量小，浪费大量的建设资源众所周知，风力是电力发电的重要组成部分，其发电效率直接影响到发电行业的发展，因此，风力发电技术应结合市场的发展趋势以及人们的用电需求等进行及时的改进。

然而，就现阶段风力发电技术来看，在人们生活水平不断提高的情况下，人们对生活用电的需求也在不断的增加，风力发电作为发电技术的重要组成部分，为了满足人们的用电需求，很多地区会增设多个风力发电机组，而在这种情况下就会造成大量的资源浪费，尤其是土地资源的浪费，将会造成国家土地资源吃紧的问题，影响到风力发电的可持续发展。

1.2陆地风力发电建设过于集中随着人们生活水平的不断提升，用电量以及用电负荷在不断增加，也将给发电行业带来一定的负担，为了满足人们用电需求，在陆地建设了更多的风力发电厂，其中也有很多风力发电厂是建立在城市周边的，而受到城市建筑的影响，这些风力发电厂的发展也将受到极大的影响，从而制约了风力发电厂的发展。

另外，风力发电厂在建设中选址的不合理，也影响到风力发电行业的稳步发展。

1.3风力发电技术的经济性不足对于风力发电技术来说，主要走的是节能路线，而从风力发电技术的实际运行调查中发现，风力发电技术在实施的过程中，缺乏一定的经济性，会增加风力发电技术的实施成本，从而影响到风力发电技术的实施效果，也将违背风力发电技术实施的本质，不利于风力发电技术的可持续发展。

2目前我国风力发电存在问题（1）首先是政策问题，目前我国缺乏对可再生能源开发的有力的政策支持，包括科研资金投入和减少对环保企业税收和政策手续等，同时也缺乏相应的支持可再生能源发展的法规法律。

浅谈发电机组并网与孤网运行摘要：我国的系统电厂和各企业的自备电厂中发电机的正常运行方式一般有并网运行和孤网运行两种。

这两种运行方式都有不同的运行技术特点，并且运行中的差异非常大。

因为机组并网运行时机组运行非常的平稳，所以大部分电厂都是并网运行，并网运行的抗风险能力也非常强，但是随着实际生产过程中各个企业为了降低用电成本和提高供电的可靠性，建设了许多自备电厂，这些自备电厂大多采用孤网运行的方式，或是当公司的公用电网供电中断时机组进入孤网运行模式，以便保证自备电厂机组的连续可靠生产运行，避免企业因供电中断造成重大安全事故和经济损失。

关键词：并网；孤网运行；频率；安全运行引言随着科技的发展，发电系统逐渐形成了以风力发电、火力发电以及水力发电的三大发电体系，其中风力发电是最天然的方式，它不会破坏自然环境，而且是可持续能源，取之无禁，用之不竭，是最先进的技术之一。

所以，它也是中国倾注了许多心血去重点研究的一个发电技术，受到各地电力企业的喜爱。

同时，随着技术的逐渐提高，有些问题也随之暴露出来，因为风是自然产物，所以有许多不确定因素，比如风速、风力等，这些不确定因素极大地影响了风电并网之后的系统运行，主要是影响了发电系统的频率、以及电压的稳定，这对于我国发电行业的发展，有着不可忽视的影响，因此，我们必须对此进行研究，从根本上去解决此问题。

1风力发电并网技术风力发电并网是完成风力发电到电能供应的必要过程，是实现电能输出的必要环节，并网技术的关键是要确保风力发电机组输出电力能源的电压和被接入电网的电压在幅值、相位、频率等方面保持一致，能够保证风力发电并网实施后，整体电能供应的稳定性。

目前的风力发电并网技术主要有两种。

1.1同步风力发电机组并网技术这一发电机组主要是将风力发电机和同步发电机相结合，在进行同步发电机的运行中，能够输出有效有功功率，且能够为发电机组提供必要的无功功率，促进周波稳定性提升，对于提高电能稳定性具有一定的效用。