使用潮汐湖结构实现潮汐能发电并网和同步

一般情况下，同步发电机更适用于基于潮汐湖或潮汐坝的潮汐能发电应用，因为可以通过水库来蓄水，而且通过导叶门和调节器的水量也可以控制。这与水力发电厂系统非常类似。

在基于潮汐湖的应用中，由于海洋潮汐存在自然周期，水流量可能是不连续的。因此，可能会断开发电机与电网母线的连接，或者是因维护需要而停机。

为了将发电机重新与电网母线并网，必须满足同步条件。其同步条件如下：

1）发电机的额定输出电压必须与电网总线电压有效值相同。

2）发电机的频率必须与电网频率相同。

3）发电机和电网的相序必须相同。

4）电网和发电机的电压必须同相。(www.xing528.com)

图3.73 同步电网和发电机的相量图

图3.73给出了发电机和电网都必须满足的同步条件。V_m和V_g分别为电网和发电机电压，ω_m和ω_g分别为电网和发电机的频率，α_m和α_g分别为电网和发电机的相位角。

电网同步有若干种方法。其中之一是“过零”法，它通过检测公共电网电压的零交叉获取相位信息。不过，在每一个周期内，只有两个零交叉点，因此在某些情况下，性能可能会很低。

背靠背变换器可实现频率和电压调节以用于并网。在这种方法中，先对发电机输出进行整流，然后逆变成所需的幅值、相位和频率规格。这种方法可以使用克拉克（Clarke）或帕克（Park）变换。在克拉克变换中，ABC相量可以变换到αβ静止参照系之中。对αβ参考值和测量值进行比较，并利用控制器，就可以得到用于变换器的合适的PWM信号。帕克变换过程与之类似，所不同的是将ABC相量变换成dq轴值，而不是αβ值。通过对三相电压等输入信号进行过滤，可以估算出对公用电网的电压相位角。

同步的另一种方法是PLL技术，其中使用一个信号跟踪另一个信号。PLL的细节在3.5.1.1节已述。