摘要：并网技术是并网型风力发电需要使用的核心技术，文章通过对于目前使用的较为常见的集中并网技术进行对比介绍，全面分析不同技术优势与劣势，最后进行总结，对于未来风力发电并网技术的发展提出自己的见解。其主要目的就是为了通过文章的研究，为之后风力发电事业以及相关技术的发展提供建设性的意见，推动未来能源清洁型供电的实施。
关键词：风力发电；并网；技术
1，SUN Xingli
1.Nanjing Energy Digital Electric Co.，Ltd.，Nanjing，Jiangsu 210000，China
前言：电力能源与人类社会的发展，居民生活质量密不可分，之前我国主要使用水力与火力进行发电，但是随着对电力资源需求的快速增长，该两种发电形式存在的弊端也逐渐暴露，水力发电一方面基础设施铺垫较大，对于国家财政会造成严重负担，同时自身存在着较强的地区限制，难以大规模推广，而火力发电主要依赖煤炭燃烧，产生电能，煤炭属于不可再生能源，同时该方式对于环境会造成一定程度上的污染，也注定不能够在国内进行过多设置。为了解决电力能源危机，在环保与节能的视角之下，实现供电量的提升，风力发电成为目前热门发电形式之一，风力发电，在我国适用性较强，能够在国家大部分地区设置，同时符合国家“环保节能”的号召。风力发电运作主要分为两种形式，离网型与并网型，离网型发电适用于小规模发电，主要针对于偏远地区进行专门供电，并网型，供电范围较大，对于风力能源的利用性更强，是目前国家在风力发电当中主要使用的形式，同时也是文章研究的课题，下面文章将对于恒速恒频风力发电机并网控制技术、变速恒频风力发电机的并网控制技术进行综合论述。
一、恒速恒频风力发电机并网控制技术
恒速恒频风力发电机即是在供电的过程当中，发电机自身的频率与电网保持在相同标准上，而发电机自身保持匀速，即恒速恒频[1]。该类型发电机主要包括同步与异步两步两种，下面文章将进行综合论述。
（一）同步发电机的并网
同步发电机是目前并网发电系统当中使用的较为普遍的型号，该发电机的优势在于运行过程当中稳定性强，在保障有功功率供应的前提之下，也能够进行无功功率输出，还电机自身产出的电能质量过关，因此，在并网发电当中受到广泛的欢迎。但是该发电机在移植到风力发电并网系统当中却并不适合。导致该喜爱能够相爱能够的呼噪原因，是同步发电机自身功率稳定，但是同时也需要在较为稳定的环境之下，才能够有效发挥自身的功能，但是风力发电利用的风能源本身就是不规则、不稳定的，二者之间的运作理念存在冲突，无规律的风能源会导致同步发电机出现无功震荡，不仅发电效率较低，对于整体发电系统都会造成严重的损害。
因此应用于风力发电系统当中同步发电机需要进行一定程度上的调整，采用自动准并网发电的方式，在该方式之下，能够保障在风速出现变化的情况之下，发电机自动调整并网，克服出现冲击电流的问题，对于发电效率有效提升，同时能够对电机本身形成保护[2]。
（二）异步发电机的并网
异步发电机在运作的过程当中，与同步发电机有本质上的差别，该类型的额电机主要依靠机器自身的转速差作为动力进行内部符合的调整，适应性较强，对于周围工作环境以及自身零件质量要求较为随意，只要转速接近同步状态就能够进行并往操作。但是该电机因为自身产出电能的稳定性不足，在并网发电体系当中并没有得到较为广泛的使用。但是该特性却更加符合风力发电系统，因为异步发电机自身拥有较强的自我调节能力，因此，将其作为风力并网发电技术当中的发电机使用，一方面控制简便，不要专门人员进行各项指标调整，而且异步电机在并网之后，很少出现震荡与失步的现象，在风力发电并网系统当中，稳定性远远高于同步电机。同时因为风力发电系统的并网对于发电机磨损更为严重，电机经常会出现配件损坏问题，异步电机对于配件要求低，能够在一定程度上节约成本。
然而该电机在实际使用的过程当中也存在些许瑕疵，既是合闸阶段，对于冲击电流没有较强的抵抗与处理能力，该电流会造成异步电机自身电压出现下降，导致整体出现不稳定状态，而且，异步电机不能向同步电机一样进行无功功率产出，需要进行专门补偿[3]。
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二、变速恒频风力发电机的并网控制技术
相对于恒速恒频而言，变速恒频风力发电机适用性更强，同时使用也更加广泛，该类型电机能够通过调节内部电机转子电流变化，实现转速的自我调节。该类型的电机更加使用风力发电系统，能够更加效率的对于风能进行转化，同时能够在有功与无功功率之间实现合理转换，减少发电过程当中的损耗，加强整体系统工作效率。
（一）交流励磁变速恒频双馈异步风力发电机的并网控制技术
交流励磁变速恒频双馈异步风力发电机属于变速恒频的一种，该类型的发电器通过内部变频设备实现与并网系统的连接，因此该设备当中功率是双向的。当电机风力部分变速时候，发电设备也会同步出现变化，使用发电机，配合工作。所以在此基础上的实现该类型电机的并网需要使用脉宽调制技术，对过对于自身电流频率的调整，就能够有效的保障在风速不断变化的情况只想爱，发电机自身做出相应调整，真正实现恒频控制。使用该方式的优势杂鱼，该类型发电机对于内部变频设备的要求较低，容量小。同时能够灵活的在有功功率与无功功率之间的转变。
（二）变速恒频直驱型永磁同步风力发电机的并网
该类型电机属于目前较为先进的电机，传统的发电机在运作的过程当中转速在900-1400之间，该转速的发电机并不能与风力之间进行直接的连接，需要接触类似于增速发电箱等类似的设备，该设备一方面增加的整体机组工作过程当中的负担，同时工作发出的噪声较大，极大的提升了整体发电成本。而使用变速恒频直驱型永磁同步风力发电机可以直接通过永磁直接与风力进行了解，消除中间其他设备，降低风力发电过程当中的负担以及费用。该类型发电机进行并网发电主要通过永磁直接与风力之间进行连接，因此内部电刷、滑环等设备都可以去除，结构更为简便，在操作的过程当中，更加简单，同时噪音也有效减少。
（三）无刷双馈电机
该类型的电机是目前风力发电并网系统当中最为先进的成果，是一项革命性的创新，不仅自身在运行结构域原理之上与普通发电机有根本区别。目前国内对于该类型电机的研究还停留在理论方面，没有真正做出成熟的样品，同样国际上对于该类型电机研究成果相对也较少[4]。
（四）该类型电机本身设有两套级数不同的绕组，其中一个组负责与电网之间的直接连接，同时调节功率。另一个负责宏观调控，是通过内部的双向变频设备接通电网。该设备具备上述大部分电机在并网系统当中的优点，自身结构简单，同时能够有效的对于内部电机转速、功率等进行调节。工作时候，该电机通过自身变速恒频控制喜用，依据风力的变化速度控制电流频率，保障自身与电网之间一致的电压频率。
结论：综上所述，变速恒频发电机相对于恒速恒频发电机在并网方面而言，更加优秀。恒速恒频电机并网会受到风速、工作环境、合闸电流等一些列客观因素的影响，不仅适用范围狭窄，同时容易出现设备磨损问题；变速恒频电机更像是恒速恒频的一种理念延伸，对其运行过程当中存在的问题进行了一定程度上的改善。变速恒频电机本身与电网之间进行的是一种“非刚性“连接，不仅在并网的过程当中，有更大的选择空间，同时能够有效减轻设备磨损。无刷双馈电机目前仍旧存在于理论当中，该电机综合了上述大部分电机在并网过程当中的优点，具备并网快、机组简单、操作简便等优点。相信在不久的将来，无刷双馈电机一定会成为现实，为我国风力发电事业腾飞带来新的阻力。
参考文献：
[1]兰飞，姚知洋，黎静华，陶丽.双馈风力发电机空载并网运行控制建模与仿真研究[J].电力建设，2016，37（09）：123-131.[2017-09-15].
[2]刘新宇，袁鹏，李光普.直驱永磁同步风力发电机并网低电压穿越控制技术的研究[J].科技展望，2016，26（17）：119.[2017-09-15].
[3]刘其辉，谢孟丽.双馈式变速恒频风力发电机的空载及负载并网策略[J].电工技术学报，2012，27（10）：60-67+78.[2017-09-15].
[4]刘其辉，贺益康，张建华.交流励磁变速恒频风力发电机并网控制策略[J].电力系统自动化，2006，（03）：51-55+70.[2017-09-15].
论文作者:孙幸立1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：电机论文; 发电机论文; 风力发电论文; 风力发电机论文; 永磁论文; 类型论文; 并网发电论文; 《电力设备》2017年第26期论文;