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第一章 绪 论 第一章 绪 论 第一章 绪 论 图中看出，系统的特性除了与机组特性有关外，还受控制器影响。 运行中控制器可改变功率输出，风能看成是扰动。 第一章 绪 论 第二章 风力机控制基础 气流动能为 m 空气质量，v 气流速度 密度为ρ的气流过面积 S 的气体体积为 V，M= ρ V= ρSv 则单位时间内气流所具有的动能为 理想风轮与贝兹（Betz）理论： 前后空气体积相等：S1v1=Sv=S2v2 根据牛顿第二定律，单位时间内风轮上的受力 F= mv1-mv2= ρSv(v1-v2) 风轮吸收的功率P=Fv= ρSv2 (v1-v2) 风轮吸收的功率又等于风轮前后动能（单位时间）的变化： 令两式相等，得 经过风轮风速变化产生的功率为 其最大功率可令 得 ，代入后得到的最大理想功率为 与气流扫掠面积风的能量相比，可得风力机的理论最大效率： 第二章 风力机控制基础 1、风能利用系数 ： 风力机的实际功率 其中CP为风能利用系数，它小于0.597 2、叶尖速比 为了表示风轮在不同风速中的状态，用叶片圆周速度与风速比来衡量，称叶尖速比 第二章 风力机控制基础 1、桨叶的翼型 第二章 风力机控制基础 第二章 风力机控制基础 第二章 风力机控制基础 第二章 风力机控制基础 第二章 风力机控制基础 第二章 风力机控制基础 第二章 风力机控制基础 第二章 风力机控制基础 第二章 风力机控制基础 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 三、发电机的并网方式 （2）自动准同步并网方式： 发电机的极对数、转速及频率之间有严格不变的关系 : 该并网方式需要严格的速度控制和复杂的并网装置，难以在风力发电领域实现。 三、发电机的并网方式 2、异步风力发电机组的并网技术 异步发电机运行时靠转差率来调整负荷，对转速要求不高，只要转速接近同步转速即可并网， 控制简单，运行稳定。但如果保障措施不利也会存在如下问题： 直接并网对电网及旋转机械冲击很大； 本身不发无功功率，需要无功补偿； 输出功率超过其最大转矩所对应的功率会引起网上飞车； 过高的系统电压会使磁路饱和，无功激磁电流大量增加，定子电流过载，功率因数下降； 电网频率升高，会因同步转速上升引起发电机变成电动状态； 电网频率降低，会使发电机电流剧增而过载等。 （1）直接并网方式 发电机转速接近同步转速（99%~100%）即可并网，控制简单。但并网瞬间存在三相短路现象， 造成系统电压的瞬时严重下降，导致并网失败。所以只在与大电网并网时采用。 （2）准同期并网方式 转速接近同步转速时，给电机励磁，调整发电机电压、频率、相位与系统一致时并入电网。 但调整复杂，并网时间长，适用于电网容量小的场合。 此外还有降压并网方式和捕捉式准同步快速并网技术。 三、发电机并网方式 采用双向晶闸管的软并网（SOFT CUT-IN）技术 风轮带动异步发电机转速接近同步转速时，各相晶闸管导通角从0~180o逐渐打开，在 导通开始阶段，机组转速略小于同步转速，异步发电机作电动机运行，但电流很小，不会 对电网造成冲击。随着转速升高，转差率逐渐趋于零。转差率为零时，晶闸管全部导通。 并网开关闭合，短接了全部晶闸管，晶闸管自动关闭，并网结束，发电机进入发电状态。