风力感应发电机组的并网方式主要有直接并网、降压并网和通过晶闸管软并网。
1.直接并网
风力感应发电机组直接并网的条件有：一是发电机转子的转向与旋转磁场的方向一致，即发电机的相序与电网的相序相同；二是发电机的转速尽可能接近于同步转速。其中，第一条必须严格遵守，否则并网后，发电机将处于电磁制动状态，在接线时应调整好相序。第二条的要求不是很严格，但并网时，发电机的转速与同步转速之间的误差越小，并网时产生的冲击电流越小，衰减的时间越短。
图4-9 风力异步发电机直接并网
风力感应发电机组与电网的直接并联如图4-9所示。当风力机在风的驱动下起动后，通过增速齿轮箱将感应发电机的转子带到同步转速附近（一般为98％～100％）时，测速装置给出自动并网信号，通过断路器完成合闸并网过程。由于并网前发电机本身无电压，并网过程中会产生5～6倍额定电流的冲击电流，引起电网电压下降。因此，这种并网方式只能用于感应发电机容量在百千瓦级以下，且电网的容量较大的场合。
2.降压并网
降压并网是在发电机与电网之间串接电阻或电抗器，或者接入自耦变压器，以降低并网时的冲击电流和电网电压下降的幅度。发电机稳定运行时，将接入的电阻等元件迅速从线路中切除，以免消耗功率。这种并网方式的经济性较差，适用于百千瓦级以上，容量较大的机组。
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图4-10 风力异步发电机经晶闸管软并网
3.晶闸管软并网
晶闸管软并网是在感应发电机的定子和电网之间每相串入一只双向晶闸管，通过控制晶闸管的导通角来控制并网时的冲击电流，从而得到一个平滑的并网暂态过程，如图4-10所示。其并网过程如下：当风力机将发电机带到同步转速附近时，在检查发电机的相序和电网的相序相同后，发电机输出端的断路器闭合，发电机经一组双向晶闸管与电网相连，在微机的控制下，双向晶闸管的触发延迟角由180°～0°逐渐打开，双向晶闸管的导通角则由0°～180°逐渐增大，通过电流反馈对双向晶闸管的导通角实现闭环控制，将并网时的冲击电流限制在允许的范围内，从而异步发电机通过晶闸管平稳地并入电网。并网的瞬态过程结束后，当发电机的转速与同步转速相同时，控制器发出信号，利用一组断路器将晶闸管短接，异步发电机的输出电流将不经过双向晶闸管，而是通过已闭合的断路器流入电网。但在发电机并入电网后，应立即在发电机端并入功率因数补偿装置，将发电机的功率因数提高到0.95以上。
晶闸管软并网对晶闸管器件和相应的触发电路提出了严格的要求，即要求器件本身的特性要一致、稳定；触发电路工作可靠，控制极触发电压和触发电流一致；开通后晶闸管压降相同。只有这样，才能保证每相晶闸管按控制要求逐渐开通，发电机的三相电流才能保证平衡。
在晶闸管软并网的方式中，目前触发电路有移相触发和过零触发两种。其中移相触发的缺点是发电机中每相电流为正负半波的非正弦波，含有较多的奇次谐波分量，对电网造成谐波污染，因此必须加以限制和消除；过零触发是在设定的周期内，逐步改变晶闸管导通的周波数，最后实现全部导通，因此不会产生谐波污染，但电流波动较大。
在并网过程中，电流互感器电路测出发电机的实际输出电流，经整流、滤波和A／D转换后送至PLC（可编程序控制器），与基准值比较，并把此比较值作为晶闸管控制角大小的依据，将此信号经D／A转换送至触发板与采样的同步电压信号共同产生晶闸管的触发信号。通过这种限流控制方式实现发电机的软并网。其软并网系统结构框图如图4-11所示。
图4-11 软并网系统控制结构框图
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