功率波动和电网应激的分析介绍

风能系统的电网应激具有不同的形式，对于风力机如下：

1.强风引起的功率波动

功率波动指在1min的8个周期中电压最大值与最小值之间的差距。单机系统一般在额定功率值的0.6～0.9倍之间（见图7-2）；风场内多台风力发电机之间可以相互平衡功率，因此导致的变动为额定功率的0.25～0.4倍。

图7-2 测得的功率波动实例

可通过控制风轮机或发电机端的系统以在尽可能小波动下运行。

2.塔影效应作用引起的功率波动

这些周期性功率波动只能通过快速动作控制稳定。

转矩变动引起驱动部分的动态扭转应力在系统中对于恒定转速尤其重要，另外也不希望出现电网端的短时功率变动。

对于电气系统有：

1.开关控制

开关发电机可能引起输入点处电压波动。为限制直接组合异步发电机系统中的浪涌电流，如所提及的那样，使用了相控晶闸电路。另一方面，发电机在断开前功率应控制为零（除去紧急断开情况）。

2.无功功率

发电机的无功功率问题已在第3章中讨论，相控逆变器也已在第4章讨论。有功功率因数cosφ表示了（原则上）无功功率与有功功率的比率，其可通过如固定电容器组或可控补偿设备补偿方式提高。(www.xing528.com)

3.闪变

由功率波动引起低频时的电压波动称为闪变，它会引起白炽灯和荧光灯亮度波动提高。每分钟约1000次的波动会使人类的眼睛极为不适。

4.反向器引起的谐波

网控反向器引起电流谐波，电流谐波引起电压谐波。反向器电路的脉冲数决定了其最低等级。与三相桥连接电路相同，在六脉冲电路中这是5次谐波和7次谐波。在自控PWM反向器中，脉冲频率及其边带在谐波频谱中起很大影响。注意晶体管反向器有可能在高达或超过20kHz频率下工作，因此其超出了人类听力的频率范围。

连接点处的电压波动影响了电网电压质量。图7-3给出了由于WES或其他原因引起的典型失真情况下的电压开关波形。

电网运营商规定了描述功率质量问题的规章条例，并且建立了WES接入电网的限制。

图7-3 周期性或非周期性电压失真

a）短暂振动 b）电压下降 c）电压增大 d）短暂中断 e）电压闪变 f）谐波失真

图7-3 周期性或非周期性电压失真（续）

g）电压夹杂内部谐波 h）缺口电压