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变速恒频风力发电柔性并网及解列控制变速恒频风力发电系统因其高效、节能的特点，已成为现代风电技术的主流。该系统通过变流器实现发电机转速与电网频率的解耦控制，使风机能够在不同风速下以最佳转速运行，从而提高风能利用效率。柔性并网与解列控制是该系统中关键技术之一，对于提升风电系统的稳定性与可靠性具有重要意义。
柔性并网控制是指在风力发电机组接入电网时，通过控制策略实现电压、频率和相位的快速同步，减小并网瞬间的电流冲击和功率波动，避免对电网造成扰动。通常采用基于PWM整流/逆变技术的并网控制策略，并结合软启动方式实现平滑接入。
解列控制则是在电网故障或运行异常时，确保风电机组能够安全、快速地从电网中切除，防止设备损坏和故障扩大。在此过程中某公路工程施工组织设计方案，需综合考虑电网保护要求与机组运行状态，实现有功、无功功率的快速调节与切断。
综上所述，变速恒频风力发电系统的柔性并网与解列控制技术，不仅提升了风电机组的运行效率与适应性，也增强了其对电网的支持能力和故障穿越能力，是实现风电大规模并网的重要技术保障。
Flexible cutting in and off control strategy
WuGuoxiang ChenGuocheng YuLai
电动机进行了并网及解列实验
VSCF风力发电并网及解列
交流励磁变速恒频（VSCF，variablespeed constantfrequency)风力发电柔性并网控制通过 检测电网电压、电机转速影响转子励磁电流，进而 调节发电机输出电压幅值、频率及相位满足并网
条件，且可在宽范围变速条件下实现无冲击电流 并网，并网前定子可带负载或空载.柔性并网矢量 形式等效电路图如图1所示，图中：ug，u和ur 分别为电网、定子和转子的电压矢量；L1s，L和 Lm分别为定子和转子的漏感及其互感；is，ir分别 为定子、转子绕组的电流矢量；Rs，R和R分别 为定子、转子和负载的电阻
图1柔性并网矢量形式等效电路图
空载并网可看成负载并网的特例.假设定转 子均为电动机惯例，则其两相同步模型为
us=Rsis+s+jws L =Rrir+：+jws
吴国祥等：变速恒频风力发电柔性并网及解列控制
=Lsis+Lmir ：=Lmis+Lir
式中：w，W.分别为定子、转差角频率；p为微分算 子；，：分别为定子、转子磁链矢量；Ls=Lm+ Lis和L=Lm+Lr分别为定子、转子电感.因并网 过程对定子侧的动态性能要求不高，故可忽略 动态过程.仅考虑静态模型时有
式中：n为双馈电机实际转速；no为同步转速.由 此可见，若既定风速下，负载电阻R固定，则发 电机将运行在固定转速n上.并网控制需同时监 测电网和定子信息，发电机参与原动机的能量控 制，通过改变R能粗略调节并网时刻的转速，与 风力机配合控制转速，降低对风力机调速能力的 要求.尽管空载和负载2种并网方式都能实现无 冲击电流并网和转子电流的平稳过渡，但负载并 网控制策略较为复杂 双馈电机并网后即进入稳态运行阶段，此时 u和山为稳定值，当采用定向电网电压时有
Ls R+R LmRL
稳态并网运行时，u为恒定电网电压，幅值、频率 及相位皆不变，也是稳定的，令中。=Lmims，其 中im为定子励磁电流，联系式（1）和（2）降阶可得
didWsLrirg urd = Rrird +OL dt dira Lm Urq = Rrirq +OLr +Ws Lr dt Ls
可得 WOL，+j dt
其可作为VSCF风力发电稳态并网运行时电流 内环控制器的设计依据佛山电力工业局生产调度大楼施工组织设计（鲁班奖），在转子电压补偿的条件 下.实现了有功功率和无功功率的解耦控制
并网逆过程称为解列.当双馈变速恒频风力 发电系统遭受严重故障或风速超过正常运行极限 时，须实施紧急解列控制，以确保大规模电网和风 力发电系统的安全.控制器发出解列指令后，令双 馈电机有功功率和无功功率的设定值分别为 P=0kW，Q=0kvar，待定子电流下降到0，将 电机定子和电网脱开.完成风力发电系统的柔性
解列，其后令转子电流dq分量的设定值ia=0 i=0.通过减小转子电流对气隙磁场进行灭磁.
并网及解列实验中，双馈电机额定功率P=3 kW，频率f=50Hz，定子、转子连接方式为Y 接，Rs=1.95Q,Ls=9.04mH,R=3.54Ω,L= 9.04 mH,Rm=9.42 Q,Lm =258.5 mH,RL = 42 Q，电机参数均折算到定子侧.实验中并网前转速 n=1250r/min，直流母线电压Ea=260V. 图2为空载并网实验波形，其中：图2(a）为 空载并网时刻的定子电压、电流波形，并网瞬间定 子与电网间的电流小于0.1A为软并网：图2（b） 为空载并网后，空载并网控制策略向功率控制策 略切换时的实验波形，切换前定子电流iA在0附 近波动，切换后i与定子电压uA相位几乎相反 i的有效值为7.08A.电机处于并发电状态
负载并网实验波形如图3所示，其中：图3 (a)为并网时的定子电压、电网电流波形，并网瞬 间流向电网的电流小于0.13A；图3(b)为并网后 切去负载时的定子电压、电网电流波形，切去负载 后原先流向负载的电流流向电网 稳态运行功率解耦控制时，输出有功功率内 和无功功率Q的波形如图4所示，图4(a)和(b) 分别表示仅发出P或Q的情况 解列实验波形如图5所示，其中：图5(a)为 解列时的定子电压、电流波形，解列前定子电流几 乎降为0，为柔性解列；图5(b)为对气隙磁场进行 灭磁时的定子电压、转子电流i波形，由此可见 灭磁后的ia和ir很快为0. 在不引起转子磁路饱和的条件下.改变并网
和解列条件时，很宽范围内均可实现柔性并网及 解列，且系统非常稳定.总而言之，本控制系统实 现了双馈变速恒频风力发电柔并网及解列控制的 基本功能
吴国祥等：变速恒频风力发电柔性并网及解列控制
sl 612-2013标准下载荣获2008年度国家科技进步二等