风力发电并网技术及电能质量控制策略.pdfVIP

第29卷第6期 No．6 电力自动化设备 V01．29 @2009年6月 Jun．2009 风力发电并网技术及电能质量控制策略 张国新 (国电南京自动化股份有限公司，江苏南京210003) 摘要：对传统发电技术和风力发电技术进行了对比，研究了恒速、变速风力发电机的不同拓扑结构以及风 力发电机的各种并网控制技术，并对这几种并网技术所带来的电能质量问题的控制策略进行了总结。指出 今后风力发电的研究方向是提高单机容量，以及加强电力电子装置在风电并网及电能质量控制等方面的应用。 关键词：风力发电；电能质量控制；恒速恒频；变速恒频；双馈异步发电机 315 中图分类号：TM 文献标识码：A 电机等部件．产生很大的机械应力．引起这些部件的 0 引言 疲劳损坏：同时在正常工作时这类风电机组无法对 风能资源是清洁的可再生能源．风力发电是新能 电压稳定进行控制．不能和同步发电机一样提供电压 源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展 支撑能力．阗此．当电网故障时会影响系统电压的 前景的发电方式之一[1-51。 恢复和系统稳定。这也是普通异步发电机的风电机 随着电力电子技术发展和成本降低．其在控制方 组的主要缺陷。其次．因为恒速恒频风力发电系统发 出的电能是随风速波动的．若风速急剧变化．可能会 面和电网接人方面为风力发电的性能改善提供了一 个新的解决方案【6]。电力电子技术可以实现扇片的 引起风电机组发出的电能质量有问题，如电压闪变、 调速．从而町得到更多的风能．同时电力电子装置可 无功波动等。通常在这类风电系统中采用静止无功补 以为风电并网系统中所出现的无功、谐波等电能质 偿器SVC或TSC来进行动态无功补偿．并通过软启 量问题提供解决方案。现将分别对同定速度和凋速 动方法抑制启动时的发电机电流。 风力发电机．针对不同拓扑结构的工作原理进行比较 2变速恒频风电系统 与分析．并针对不同类型的风电系统的电能质量问题 进行分析。 随着电机变频凋速技术的不断发展．采用双馈异 步发电机和永磁多极同步电机的变速恒频风力发电 1恒速恒频风电系统 系统得到了更加广泛的研究与应用f8-10]。 恒速恒频发电机系统采用的是普通异步发电机． 变速恒频风力发电系统有下列优点： 这种风电机组的发电机正常T作在超同步状态．转 a．根据风速的变化．风力机以不同的转速旋转． 差率为负值．并且其变化范围较小．所以被称为恒速 减少了对风力机等机械装置的机械应力： 恒频风力发电机组[71。恒速恒频风力发电机组原理 b．通过对最佳转速的跟踪．风力发电机组在可 图如图l所示。 发电风速范围内均町获得最佳功率输出： 普通异步 c．风力机能够对变化的风速起到一定的缓冲． 使输出功率的波动变化减小：