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当代化工研究
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技术应用与研究
并网型风电机组软并网控制研究
O赵文武
（国华（呼伦贝尔）新能源有限公司内蒙古021400）
2016-06
摘要：风力发电技术一直是一个比较热门的课题，国异步发电机的风电机组对并网要求低，控制简单，并月适行稳定受到了研完人员更多的青味。但是当异步电机直接并入电网时，冲击电流高达其额定电流的6至8倍，甚至10倍以上，这必然会给电就造成严重冲击，甚至可能影响别其他联网就组的正常行。普遍采用软并同控制系航来解决这一间题，本文将使用目蔚被广泛采用的结构商单性能可靠的定案距风力发电机组，从软开网系统站构及主电路结构分析人手，对并网型风电机组中的发电机的款切过程进行仿真分析，展开对并月型风电机组款开
网控制系统的研究，并总结给出并网型风电机妞款并网系统速用的条件和控制方法。关键词：冲击电流；款并网控割系统；主电路；可控触发；仿真
中图分类号：T
文献标识码：A
ResearchonSoFTCUT-INControlofGrid-connectedWindTurbineGenerator
ZhaoWenwu
(Guohua (Hulun Buir) New Energy co., LTD, Mongolia, 021400)
Abstract :Wind power generation fechnology has ahways beent a popular topic. Becatse rhe wind tarrbine generator of asynchronous generator has the characteristics of few regieinement for grid connection, simple control and stable grid connection operation, it becomes more popalar amon g researchers.But when zhe asynchronotes mofor is merged dinecrly info power grid,and zhe sarge current ap fo six lo eight zimes of the rated cu rren, even more than 10 zimes, this will inevitably causes serious impacr to lectrical machine, even afecis rhe normal operation of other grid-connected nit.SOFT CUT-IV control sysrem is widely arsed ro solve this problem.This article will use the currenl widely used wind generating set with fixed pitch,simple sbracfarre and reliable performance,take analysis of SOFT CUT-IN system struchere and main circuit structure, take simielation analysis of rhe sofi carting process of generator in grid-connecred in wind arrbine generator,take research on grid-connected wind erbine generafor SOFT CUT-IN conrol sysiem, and make summary of conditionts and conrol merhods suitable for grid-connected wind trorbine generator SOFT CUT-IN control system
Key words: surge cturrent; SOFT CUT-INcontrof system; main cireuir; SCR trigger; simlation
对于异步风力发电机组，它的软并网控制系统的总体结构包括触发电路、反并联可控硅电路和异步发电机，而失速型风电机组的软并网控制系统的主电路是包括3对两两反并联或双向可控硅及其保护电路六只可控硅SCRI.SCR6将电机和电网链接。
于软并网装置的可控硅拥有很多优点：因其导通压减小，器件的功率损耗和发热的问题得到解决；电流浪涌冲击和峰值的转矩冲击力被也可以被可控硅消除；另外，可控硅
是没有接触不良、磨损、粘着以及弹跳等问题的、可控硅的触发方式
通常而言，利用可控硅实现风电机组软并网可有两种
方案供我们选择：新控式和相控式。其中根据可控硅的通断与否，相控式电路又可以被分为过零式触发和移相式触发。
所谓新控式电路，它是指当频率控制不变的时候，正弦波电压通过新波被分成了若干个小的脉冲式电压，然后，使功率电子器件的导通比变化，输出电压的有效值使得到了有效调节。然而，当我们选择使用可控硅等半可控型器件时，则就需要借助换流电路（它起到辅助的作用）来关闭可控硅的导通电路：但是，当选释全控型的自关断器件用于斩控电路的时候，比如说GTO、IGBT等，它们有一个共同特点便是工作频率偏高，因此在导通和关断的过程中，器件不可避免地会有尖峰电流产生且伴随着很高的反电势，从而带来开关损耗增大的问题，此时，我们便需要考虑缓冲吸收电路的合理性。
而对于相控式电路来说，这种触发方式是非常适合用来控制输出功率的，而对于电压需要平滑调节的场合则无法得万方数据
到广泛使用。另外，还有一点需要注意，交流电网的功率因数不能设置的太低，因为设置太低便使得相位角过大从而带来了冲击电流的产生。
移相触发方式，为实现输出电压从零到电源电压的连续变化我们可以通过改变可控硅的触发角来改变输出端电压的有效值。这个方案的优点非常明显。首先它的实现方法是比较简单和可靠的，并且充分利用了可控硅自然关断的特点，并不要使用辅助换流。但是它的缺点也是存在的。电压中包含的奇次谐波含量还是相对较高。
综上所述，三相反并联可控硅移相触发是失速型风电机组软并网控制系统经常采用的控制的形式。在可控硅移相触发的过程中，因为异步的电机定子上的电压波形是正负半波对称的，而且不含有偶次谐波，所以有效避免了负序磁场带来的负序转距的反面影响。
风电机组软并网系统控制功能
经过以上分析可知，双向且可控硅的等效阻抗值是可以改变的，当可控硅的导通角发生变化的时候，它也会随之改变。考虑到，反相可控硅是串联链接在电机的出线与电网的中间的，所以我们通过改变可控硅的导通角大小来实现电机定子的电压值大小和每一个电压平台持续的时间长短。为了使得其电压从某一较小的初始值开始慢慢地增大直至达到全压的状态，我们可以通过慢慢的增大定子的电压来实现。我们通带将这种控制方式称为电机的降压启动模式。为了限制并网过程中产生的冲击电流是使用软并网控制系统的主要目的，所以，我们将电机的定子电流进行逐一地采样之后，再计算有效值，并把这些有效值和电流的限定值进行比较，最