四、并网软切入对电网的影响

晶闸管的移相控制过程中，将造成大量的谐波污染。由于风电机组并网的时间很短，在局部地区风电占总电网容量很小时不会对电网造成明显影响。但当采用并网软切入的风电机组大量接入脆弱的电网系统时，必须考虑谐波对于电力系统的危害。

就机组本身而言，谐波主要是对补偿电容器和电容接触器的影响比较大。当机组处于软切入过程中时，不允许补偿电容器组的投入，只有在软切入完成后才投入电容器进行功率因数补偿。但是，在谐波电压污染严重的风电场中，正常工作的电容器组也会由于对谐波电流的放大作用而导致过载，情况严重的话，就需要考虑在补偿电容器回路加装调谐电抗器。

并网软切入过程中，由于异步发电机从电网吸收无功功率作为励磁能量，将拉低接入点电压，而切入结束后，由于补偿电容器的投入和机组发出有功功率的增加，将带动接入点电压回升。

图4-7是包含风电机组的电力系统等效简化传输模型。其中，E_nw为远端电源，R_lin和X_lin为传输线路电阻和电抗，P_wt和Q_wt为风电机组向电力系统输送的有功和无功功率，U_PCC为机组接入点（PCC）的电压。在机组并网过程中，由于线路传输的有功功率和无功功率变化，造成了机组接入点的电压变化。

图4-7 等效简化传输模型

由电力系统稳态分析理论可知，当线路两端之间电压差不太大，功率传输角较小时，可以求得传输线的电压降落（见图4-8）为

当风电机组未并网时，通过传输线的功率很小，仅为机组侧的控制器供电等负载和线路损耗，可近似认为U_PCC=E_nw。在并网过程中，PCC点的电压幅值和相位发生的变化，取决于电网的传输参数和机组吸收的有功功率和无功功率的变化。下面是一台750kW定桨恒速风电机组并网软切入过程的仿真结果，如图4-9和图4-10所示，与实测结果非常接近。

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图4-8 传输线的电压降落矢量图

图4-9 机组接入点的线电压有效值

图4-10 软切入过程中发电机有功功率和无功功率

图4-9中，接入点电压跌落以及从跌落到回升的幅值和相位波动由接入点的电网短路容量比SCR和线路等效电路的阻抗比X/R决定。短路容量比越大，也即风力发电设备容量占系统容量的成分越少时，系统的稳定性越好。

式中 S_sc——机组接入点短路容量；

S_gen——机组视在容量。