异步发电机并网冲击电流产生机理研究

潘文

摘 要：并网冲击的危害是显而易见的。比如在风力发电中，并网冲击严重时不仅引起电力系统电压的大幅度下降，并且可能对发电机和机械部件（塔架、桨叶、增速器等）造成损坏。如果并网冲击时间持续过长，还可能使系统瓦解或威胁其他挂网机组的正常运行。因此，采用合理的并网技术是一个不可忽视的问题。对异步发电机并网冲击电流产生机理的研究是我们寻找解决方法的基础，本文将对异步发电机并网冲击电流产生机理做详细讨论。

关键词：异步发电机 并网冲击 磁链

中图分类号：TM306 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0106-02

异步发电机的两种运行方式中，单机自激运行供电质量很差；作为电能利用的最有效方式，并网运行成为这些年来的研究重点。异步发电机并网的主要问题一个是须从电网吸收励磁无功，加重了电网的无功负担，使电网电能质量恶化。另一个是异步发电机直接并网会产生很大的冲击电流，可能导致接入电网电压的大幅下降，而且还会对发电机组各部件造成损坏。更为严重的是，长时间的并网冲击，甚至还会造成电力系统的解列以及威胁其他发电机组的正常运行。并网冲击电流到底是如何产生的呢？

我们知道，异步发电机正常运行时，定、转子绕组中存在一定的磁链。在并网的瞬间，磁链是不能突变的。按照磁链守恒原理[1]，我们可以对并网冲击电流的大小进行分析。

式中取标幺值。

由并网过程可知，当异步发电机并入电网前已接近同步速旋转，并网后转子电势达稳态值的速度是很快的，所以定转子电流很快达到稳态值。并网冲击过程的长短与并网时电机的转速及机组惯性时间常数有关，但对同一台电机而言，异步发电机的并网冲击过程远小于其作电动机的起动过程。

关于并网冲击电流的一些结论：（1）当异步发电机在同步转速附近并网时，其并网过程最短，与其机端短路的暂态过程相近，远小于其电动机状态的起动过程；（2）并网冲击电流的倍数的容许值可大于电动机起动电流倍数的容许值；（3）并网冲击电流倍数小于突然三相机端短路冲击电流的倍数。他们都与电机的相同暂态参数有关。

本文通过对异步发电机并网冲击电流产生机理进行详细研究，得出一些关于并网冲击电流的结论，为采用合理的并网技术提供理论依据。

参考文献

[1] 马昕霞，宋明中，李永光.风力发电并网技术及其对电能质量的影响[J].上海电力学院学报，2006，22（3）：283-286.