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风力发电机组的并网

2012-07-12 16:27
姚看江湖
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  当平均风速高于3m/s时,风轮开始逐渐起动;风速继续升高,当v》4m/s时,机组可自起动直到某一设定转速,此时发电机将按控制程序被自动地联入电网。一般总是小发电机先并网;当风速继续升高到7~8m/s,发电机将被切换到大发电机运行。如果平均风速处于8~20m/s,则直接从大发电机并网。发电机的并网过程,是通过三相主电路上的三组晶闸管完成的。当发电机过渡到稳定的发电状态后,与晶闸管电路平行的旁路接触器合上,机组完成并网过程,进入稳定运行状态。为了避免产生火花,旁路接触器的开与关,都是在晶闸管关断前进行的。

  (一)大小发电机的软并网程序

  1)发电机转速已达到预置的切人点,该点的设定应低于发电机同步转速。

  2)连接在发电机与电网之间的开关元件晶闸管被触发导通(这时旁路接触器处于断开状态),导通角随发电机转速与同步转速的接近而增大,随着导通角的增大,发电机转速的加速度减小。

  3)当发电机达到同步转速时,晶闸管导通角完全打开,转速超过同步转速进入发电状态。

  4)进入发电状态后,晶闸管导通角继续完全导通,但这时绝大部分的电流是通过旁路接触器输送给电网的,因为它比晶闸管电路的电阻小得多。

  并网过程中,电流一般被限制在大发电机额定电流以下,如超出额定电流时间持续3.0s,可以断定晶闸管故障,需要安全停机。由于并网过程是在转速达到同步转速附近进行的,这时转差不大,冲击电流较小,主要是励磁涌流的存在,持续30~40ms。因此无需根据电流反馈调整导通角。晶闸管按照0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°、180°导通角依次变化,可保证起动电流在额定电流以下。晶闸管导通角由0°大到180°完全导通,时间一般不超过6s,否则被认为故障。晶闸管完全导通1s后,旁路接触器吸合,发出吸合命令1s内应收到旁路反馈信号,否则旁路投入失败,正常停机。在此期间,晶闸管仍然完全导通,收到旁路反馈信号后,停止触发,风力发电机组进入正常运行。

  (二)从小发电机向大发电机的切换

  为提高发电机运行效率,风力发电机采用了双速发电机。低风速时,小发电机工作,高风速时,大发电机工作。小发电机为6极绕组,同步转速为1000r/min,大发电机为4极绕组,同步转速1500r/min小发电机向大发电机切换的控制,一般以平均功率或瞬时功率参数为预置切换点。例如NEGMicon 750kW机组以10min平均功率达到某一预置值P1或4min平均功率达到预置值P2为切换依据。采用瞬时功率参数时,一般以5min内测量的功率值全部大于某一预置值P1,或lmin内的功率全部大于预置P2值作为切换的依据。

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