并网型异步风力发电机的控制研究
è1＝è2ˊ è1＝ìmZm
式中 Zˊ2＝Rˊ2+jXˊ2e ，Zm＝Rm+jXm
转子侧物理量的折算方法为
èˊ2＝keè2s/s
ìˊ2＝
Rˊ2＝kekiR2
Xˊ2e＝kekiX2es/s
式中 è2s——折算前的转子电动势；
——折算前的转子漏抗；
式中 、——电机定子、转子相数； 、
——电机定子、转子每相串联匝数； 、——电机定子、转子绕组系数。
3.4 异步风力发电机的并网方式
主要并网方式有三种：直接并网、降压并网和通过晶闸管软并网。 1、 直接并网
异步风力发电机直接并网的条件：一是发电机和电网的相序必须相同；二是
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发电机的转速应尽可能的接近同步转速。第一个条件必须严格遵守，第二个不是很严格，但越接近于同步转速并网时产生的冲击电流越小。异步风力发电机直接并网如图所示。当风力机起动后，异步发电机的转子通过增速齿轮箱增加到接近同步转速时，测速装置发出并网信号，断路器自动合闸完成并网。
增速 齿轮箱 电 步发电异
风力图3.2 异步风力发电机直接并网
2、 降压并网
降压并网是在发电机和电网间串联电阻或电抗器，也可以是自耦变压器，来降低并网时的冲击电流和电网电压下降的幅度。 3、 晶闸管软并网
晶闸管软并网是指在异步发电机定子和电网之间每相串接一只双向晶闸管，通过控制晶闸管的导通角来控制并网时的冲击电流，这样就可以使并网暂态过程稳定，如图所示。
当发电机的转速接近于同步转速时，并且发电机的相序和电网的相同后，靠近发电机输出端的断路器闭合，发电机经双向晶闸管与电网连接，由计算机控制双向晶闸管的触发延迟角和导通角，将冲击电流降低到允许的范围内，这样异步发电机就并入电网。并入后，当发电机的转速和同步转速相同后，由控制器发出信号，用一组断路器再将晶闸管短接，这样发电机输出的电流就不经过晶闸管直接流入电网。与此同时，应立即在发电机端装设无功补偿装置，将功率因数提高到0.95以上。
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补偿 电容 异步 发电机
图3.3 异步风力发电机经晶闸管软并网
S1 S2 双向 晶闸管 增速齿轮R C 风力机
3.5 风力发电机组工作状态及其转换
风力发电机组有以下四种工作状态：①运行状态；②暂停状态；③停机状态； ④紧急停机状态。这四种工作状态之间的转换如图所示。
（1） 工作状态层次上升
1）从紧急停机到停机：如果满足停机状态的条件，则关掉紧急停机电路；开启液压工作压力；松开机械制动。
2）从停机到暂停：如果满足暂停条件，则起动自动偏航系统；如果是变桨距风力发电机组，变桨距系统起动；自动冷却开启。
3）从暂停到运行：如果满足运行条件，则检查风电机组是不是处在上风向；变桨距系统投入工作；检测转速，确定发电机能否切入电网。 （2）工作状态层次下降
1）紧急停机：包含3种情况，从停机到紧急停机；从 暂停到紧急停机；从运行到紧急停机。主要控制是：打开紧 急停机电路；置控制器所有输出信号于无效；机械制动作用； 控制器中所有逻辑电路复位。
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运暂停并网型异步风力发电机的控制研究
2）停机：包含2种情况，从暂停到停机；从运行到停机。 第一种情况：停止自动偏航；实行空气动力制动；冷却停止。 第二种情况：停止自动偏航；实行空气动力制动；冷却停止； 紧急停发电机脱网。 图3.4工作状态
的转换
3）暂停：如果发电机并网，调节功率降到零后切出发电机；如果发电机没有并入电网，则降低风轮转速至零。
3.6 风力发电机组的运行过程
（1）停机 机组停机时，叶片在90o顺桨位置，避免承受风载。
（2）待机 当风速提高时，机组准备开始发电，叶片转动一定角度以吸收风能，转子的转速及发电机的转速也逐步增加。
（3）并网 当发电机的转速达到并网转速时，机组开始并网发电；随着风速的增加，发电机的转速也在增加；风机将转子角速度调整到相应的转速，并使叶片保持0o桨距角。
（4）增加转子扭矩 当发电机达到额定转速时，功率控制设备通过增加转子扭矩使发电机的输出功率增加（捕获最大风能利用率），直到发电机的输出功率达到1500KW额定值。
（5）调节叶片角度 一旦发电机达到额定功率，为保持发电机转速为额定转速和额定功率，变桨系统会不断调节叶片角度。
（6）大风停机 当风速达到切出风速时，将叶片桨距调节至90o，执行停机程序。
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