定槳距風力發(fā)電機組軟并網(wǎng)控制

目錄第1章緒論-----------------------------------------------------------------11.1研究背景與研究意義------------------------------------------------------11.2風力發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)研究的進展--------------------------------------2第2章風力發(fā)電機組相關理論介紹---------------------------------------------42.1風力發(fā)電機組的工作原理--------------------------------------------------42.2風力機的空氣動力學特性--------------------------------------------------62.3定槳距失速型風電機組----------------------------------------------------72.4定槳距失速型風電機組運行過程分析---------------------------------------10第3章定槳距風力發(fā)電機組并網(wǎng)分析-------------------------------------------133.1并網(wǎng)方式概述-----------------------------------------------------------133.2異步發(fā)電機的風力發(fā)電機組并網(wǎng)方式---------------------------------------14第4章定槳距風力發(fā)電機組并網(wǎng)控制——軟切入裝置----------------------------174.1系統(tǒng)概述---------------------------------------------------------------174.2系統(tǒng)框圖設計-----------------------------------------------------------17軟切入裝置的系統(tǒng)框圖-----------------------------------------------17原理說明-----------------------------------------------------------194.3單元電路設計-----------------------------------------------------------20主電路設計---------------------------------------------------------20控制電路設計-------------------------------------------------------214.4系統(tǒng)性能測試-----------------------------------------------------------33第5章定槳距風力發(fā)電機組并網(wǎng)仿真-------------------------------------------355.1電力系統(tǒng)MATLAB/SIMULINK仿真軟件概述-----------------------------------355.2異步風電機組直接并網(wǎng)過渡過程分析---------------------------------------375.3失速型異步發(fā)電機組大小電機仿真模型的建立-------------------------------385.4異步風力發(fā)電機組直接并網(wǎng)過渡過程仿真分析-------------------------------405.5定槳距風力發(fā)電機組軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)仿真分析-------------------------------475.6風力發(fā)電機組軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)性能要求-------------------------------------53第6章結論與展望-----------------------------------------------------------54致謝-------------------------------------------------------------------------55參考文獻---------------------------------------------------------------------56附圖-------------------------------------------------------------------------57摘要本次設計中定槳距風力發(fā)電機組并網(wǎng)并不是直接并網(wǎng)而是通過軟切入裝置并網(wǎng)，這樣就會大大的減小了并網(wǎng)時的沖擊電流，軟并網(wǎng)技術是風電機組電氣控制中的關鍵技術之一。隨著大容量風電機組的出現(xiàn)如何限制軟并網(wǎng)過渡過程中產(chǎn)生的沖擊電流，成為一個迫切需要解決的問題，本設計首先介紹了風力發(fā)電的背景歷史和一些根本理論知識并對風力發(fā)電機組的幾種主要并網(wǎng)方式進行簡要說明，然后通過分析直接并網(wǎng)時的仿真圖得出了直接并網(wǎng)對電網(wǎng)的危害，再與軟并網(wǎng)控制技術進行比較最終得出軟并網(wǎng)控制技術的優(yōu)越性，確定了風力發(fā)電機組的并網(wǎng)方式為軟并網(wǎng)。最后通過對軟并網(wǎng)裝置主電路和控制電路的設計較好的完成了此次的設計任務。關鍵詞：風力發(fā)電；定槳距；軟并網(wǎng)；晶閘管；觸發(fā)脈沖ABSTRACTThedesignoffixedpitchwindturbinegrid-connectedandnotdirectlybutthroughasoftstartingdeviceinterconnectedgrid,thiswillgreatlyreducethegridwhentheimpulsecurrent,softcut-inwindturbineelectriccontroltechnologyisoneofthekeytechniquesin.Withlargecapacitywindturbineappearhowtolimitthetransitionprocessofsoftcut-inofimpactcurrent,becomeanurgentneedtoaddresstheproblem,thedesignofthefirstwindpowergenerationisintroducedinthecontextofthehistoryandsomeofthebasictheoreticalknowledgeandthewindturbinemainnetworkareintroducedbriefly,andthenthroughtheanalysisofdirectparalleloperationsimulationofthedirectinterconnectionnetworkisobtainedontheharm,withsoftgrid-connectioncontroltechniqueswerecomparedfinallyobtainsthesoftcut-incontroltechnologysuperiority,determinethewindturbinegrid-connectedmodeofsoftcut-in.Bytheendofsoftcut-indevicemaincircuitandcontrolcircuitdesignbetterfinishthedesigntask.KEYWORDS:windpowergeneration;fixedpitch;softpower;thyristor;triggerpulse第1章緒論1.1研究背景與研究意義隨著經(jīng)濟的不斷開展，人類對能源的需求也越來越大，能源短缺已經(jīng)成為制約各國經(jīng)濟開展的一個重因素。人類正在努力尋找清潔高效的可再生能源來一次減輕對常規(guī)能源的依賴。風能是一種無污染可再生能源，且其具有資源豐富的特點。風能發(fā)電是目前最具大規(guī)模開發(fā)前景新能源之一。1973年世界發(fā)生石油危機以來，興旺國家為尋找石油的替代能源，在風力發(fā)電技術的研究和開發(fā)方面投入相當大的人力和資金，充分綜合空氣動力學、新材料、新型電機、電力電子技術、計算機、自動控制及通信技術等方面的成果，開創(chuàng)了風能利用的新時期。為促進風力發(fā)電的開展，各國對風力發(fā)電的開發(fā)和利用都提供相關的優(yōu)惠政策，比方德國、美國和丹麥等國開發(fā)建立了風力新能源的測量及計算機模擬控制系統(tǒng)，開展了變槳距控制及失速控制的風力機控制理論；西歐、美國和印度等風力發(fā)電比較興旺的國家，為保持風力發(fā)電快速和穩(wěn)定的開展，提供制定比較高的風電上網(wǎng)電價、對購置風電機組的用戶進行補貼，以及減免賦稅等優(yōu)惠的政策。在這些優(yōu)惠條件的支持下，風力發(fā)電得到了快速穩(wěn)定的開展。2004年全球裝機總量到達4761.6萬千瓦，風力發(fā)電量已經(jīng)占到世界總量的0.05%。2004年底，歐盟國家風電裝機達3420.5萬千瓦。德國是目前風電裝機容量最大的國家，截至到2004年12月份，已裝機容量達1662.88萬千瓦，其發(fā)電量已到達全國總電力需求的0.62%，占全世界風力發(fā)電總量的33%以上。印度2004年底累計風電裝機容量到達298.5萬千瓦，在風能利用規(guī)模方面排世界第五位。根據(jù)歐洲風能協(xié)會的估測，到2023年風力發(fā)電將占世界電力總量的12%，屆時世界風電的裝機容量將到達1.231鈦瓦。在歐洲，因為風能資源豐富的陸地面積十分有限，而海岸線附近的海域風能資源豐富，面積遼闊，適合更大規(guī)模開發(fā)風電。歐洲各國從近幾年開始大規(guī)模建設海上風電場，為風力發(fā)電的開展開拓了更廣闊的空間。我國是世界上風力資源較豐富的國家之一，據(jù)估計全國可供開發(fā)利用的風能約為2.5億千瓦。由沿海〔山東、浙江、福建、廣東〕和東北至西北〔包括內(nèi)蒙古、新疆、甘肅〕兩大風帶，風的質(zhì)量很好，為開發(fā)風力發(fā)電提供了根底環(huán)境和條件。但我國長期以火電為主，能源結構單一。為緩解我國能源短缺的局面，以及改善我國能源結構，保護生態(tài)環(huán)境，促進人口、資源、環(huán)境的可持續(xù)開展，風力發(fā)電正在成為本世紀能源更新的先驅(qū)。為進一步促進風力發(fā)電的開展，我國已與2006年1月1日開始實施《可再生能源法》，采納了有關風力發(fā)電強制上網(wǎng)、全額收購、分類定價等原那么。這一法律的實施，必將有力的促進風能等可再生能源的開發(fā)。據(jù)2003年9月國家有關部門提出的風電開展目標，到2023除了國家提供的政策扶持，我國風電開展另一個關鍵因素就是實現(xiàn)風電設備的國產(chǎn)化。我們看到，一邊是風電需求大增，但另一邊卻是高昂的進口設備和維修費用，這大大阻礙了我國風電的開發(fā)利用。目前風電研發(fā)技術的落后成為我國風電開展的主要障礙之一。過去我國對風電設備的根底性研究重視不夠，大多依賴進口國外技術、仿制國外成熟機組，沒有形成完全自主的設計體系。據(jù)中國風能協(xié)會提供的最新統(tǒng)計，截至2004年，我國風電設備累計市場份額中，國產(chǎn)設備之占18%，進口設備占82%，其中以丹麥NEGMicon的份額最大，占到了累計總裝機的30%。而風電設備在我國風電建設總本錢中占80%，同時進口設備均價比國產(chǎn)化設備貴30%，是風電本錢難有下降空間，提高我們自己的風力發(fā)電技術水平，促進風電設備的國產(chǎn)化，已經(jīng)成為開展風力發(fā)電的迫切需求。1.2風力發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)研究的進展電氣控制系統(tǒng)是風力發(fā)電機組運行的核心，是機組平安可靠運行以及實現(xiàn)最正確運行的保證。人們對他的研究也在不斷的深入。風電機組電氣控制系統(tǒng)研究的進展與電子線路、計算機控制技術、傳感器技術、信號處理技術以及通訊技術的進步密不可分。從20世紀70年代末風電機組商品化以來，中心控制系統(tǒng)的電器實現(xiàn)經(jīng)歷了從模擬電子器件到微機控制兩個大的開展階段。從19世紀末第一臺現(xiàn)代風力發(fā)電機組在丹麥誕生，到20世紀80年代初，風力發(fā)電機組中心控制系統(tǒng)的實現(xiàn)都局限于采用模擬電子器件。到80年代中后期，隨著計算機技術的開展及其在控制領域的應用，基于微處理器的風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)開始逐漸興起。進入90年代，由于微處理器在電力電子、數(shù)據(jù)采集、信號處理、工業(yè)控制等領域的應用，采用微處理器對風力發(fā)電機組進行控制以成為必然選擇。具體來說，早期的55KW級以下機組的控制系統(tǒng)是靠模擬電子器件來實現(xiàn)的；100—200KW級風電機組控制系統(tǒng)采用模擬電子器件或單片機實現(xiàn)；20世紀90年代以來商品化的300KW、600KW以及兆瓦級風電機組電氣控制系統(tǒng)為基于單片機、數(shù)字信號處理器或可編程邏輯控制器的微機控制，機組運行的可靠性及自動化程度越來越高?，F(xiàn)在國外一些公司的600KW以上的機組以實現(xiàn)了運行的自動監(jiān)控和無人值守，其控制的智能化程度很高，維護和操作十分簡便。第2章風力發(fā)電機組相關理論介紹風力發(fā)電技術開展至今，其相關理論已根本成熟。了解風電機組的相關根底理論是其控制系統(tǒng)總體設計以及具體控制策略制定的根底。本章將對風電機組的相關知識進行介紹，如風力機的空氣動力學特性，以及風電機組的結構和功率特性以及風電機組的并、脫網(wǎng)運行過程。2.1風力發(fā)電機組的工作原理在風力發(fā)電機組中，存在這兩種物質(zhì)流：一種是能量流，另一種是信息流。兩者的相互作用，使機組完成發(fā)電功能。風力發(fā)電機組的工作原理圖如下：圖2-1風力發(fā)電機組工作原理框圖能量流當風以一定的速度吹向風力機時，在風輪上產(chǎn)生的力矩驅(qū)動風輪轉(zhuǎn)動，將風的動能變成風輪旋轉(zhuǎn)的動能，兩者屬于機械能。風輪的輸出功率為：P1=M1Ω1〔2-1〕其中：P1為風輪的輸出功率，單位為W；M1為風輪的輸出轉(zhuǎn)矩，單位為N·M；Ω1為風輪的角速度，單位為1/S。風輪的輸出功率通過主傳動系統(tǒng)傳遞，主傳動系統(tǒng)可能使轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，于是有：P2=M2Ω2=P1η=M1Ω1η1〔2-2〕其中：P2為主傳動系統(tǒng)的輸出功率，單位為W；M2為主傳動系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩，單位為N·M；Ω2為主傳動系統(tǒng)的輸出角速度，單位為1/S；η1為主傳動系統(tǒng)的總效率。主傳動系統(tǒng)將動力傳遞給發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電機把機械能變?yōu)殡娔?。發(fā)電機的輸出功率為：P3=3UNINcosφN=P2η2〔2-3〕其中：P3為發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，單位為W；UN定子三項繞組上的線電壓，單位為V；IN流過定子繞組的線電流，單位為A；cosφN為功率因數(shù)；η2為發(fā)電系統(tǒng)的總效率。對于并網(wǎng)型風電機組，發(fā)電系統(tǒng)輸出的電流經(jīng)過變壓器升壓之后，既可輸入電網(wǎng)。信息流信息流的傳遞是圍繞著控制系統(tǒng)進行的，控制系統(tǒng)的功能是過程控制和平安保護，過程控制包括起動、運行、暫態(tài)、停止等。風速、風向、風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、發(fā)電功率等物理量通過傳感器變成電信號傳給控制系統(tǒng)，它們是控制系統(tǒng)的輸入信號。控制系統(tǒng)隨時對輸入信息進行加工和比較，及時的發(fā)出控制指令，這些指令是控制系統(tǒng)的輸出信息。實際上，在風電機組中能量流和信息立組成了閉環(huán)控制系統(tǒng)。定槳距風力發(fā)電機的主要特點葉片固定安裝在輪轂上，角度不能改變，風力機的功率調(diào)節(jié)完全依靠葉片的氣動特性，當風速超過額定風速時利用葉片本身的空氣動力特性減小旋轉(zhuǎn)力矩〔失速〕或通過偏航控制維持輸出功率相對穩(wěn)定。2.2風力機的空氣動力學特性2.2.1風力發(fā)電機組中，風輪的作用是實現(xiàn)風能到機械能的轉(zhuǎn)換。根據(jù)風能計算公式〔2-4〕，風能的大小與氣流密度ρ和氣流通過的面積S成正比，與氣流速度v的立方成正比。E=12ρSv3〔2-4風力機的輸出功率由于流經(jīng)葉輪后的風速不可能為零，所以通過葉輪的風能只能局部被葉輪吸收，轉(zhuǎn)化為葉輪旋轉(zhuǎn)的機械能。貝茲〔Betz〕理論給出了理想葉輪的最大理論效率，及貝茲極限η=0.593，這說明風力機從自然風中所獲取得能量是有限的。風力機實際所得的功率為：Pm=12ρCPSv3〔2-5式中：Pm為風力機實際輸出機械功率，ρ是空氣密度，S為葉輪掃風面積，v為風力機上游風速，CP為功率利用系數(shù)。實際應用中因為CP隨風速，葉輪轉(zhuǎn)速以及風力機參數(shù)而變化，所以達不到理論最大值0.593.不同的葉輪有不同的風能利用系數(shù)曲線，一般由葉片生產(chǎn)廠家提供。風力機的特性系數(shù)為反映葉輪在不同風速下的狀態(tài)，葉尖圓周線速度與風速之比來衡量，稱為葉尖速比λ，如式〔2-6〕所示：λ=2ПRnv=式中：n和ω分別表示葉輪的轉(zhuǎn)速和角速度。葉尖速比λ是風力機的重要參數(shù)之一，直接影響葉片捕獲的質(zhì)量，并影響功率利用系數(shù)CP。2.3定槳距失速型風電機組近些年來，風力發(fā)電的主流機型主要有定槳距失速調(diào)節(jié)、變槳距調(diào)節(jié)、主動失速調(diào)節(jié)與變速恒頻4種。各種機型的葉輪均采用水平軸、三葉片、上風向布置；額定轉(zhuǎn)速約27r/min。艙內(nèi)機械采用沿軸線布置的結構；控制系統(tǒng)均使用微處理器，對前三種機組采用了晶閘管恒流軟切入技術，并且采用了雙速電機；對定槳距失速型機組，用葉尖擾流器作為氣動剎車。液壓系統(tǒng)作為變距系統(tǒng)、制動系統(tǒng)及葉尖氣動剎車的執(zhí)行機構。盡管在兆瓦級風力發(fā)電機組的設計中，已經(jīng)開始采用變槳距和變速恒頻技術，但由此增加了控制系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)的復雜性，也對機組的本錢和可靠性提出了挑戰(zhàn)。而定槳距風力發(fā)電機組結構簡單、性能可靠的優(yōu)點是其它種類機組無法比較的，現(xiàn)今任然是廣泛采用的風電機組。本章主要關注的問題既針對大容量定槳距風電機組中異步風力發(fā)電機的并網(wǎng)過程，故有必要對定槳距風電機組相關內(nèi)容進行介紹。定槳距風力發(fā)電機組結構定槳距失速型風電機組的典型代表是丹麥NEGMICON600/700/750KW機組。它有三種可供選擇的額定功率，分別是600KW、700KW、和750KW，其機艙內(nèi)的機械設計具有良好的互換性，可根據(jù)需要在同一機艙內(nèi)選派不同的發(fā)電機和增速器，并根據(jù)安裝點不同的年平均風速，選擇不同長度的槳葉，構成三種不同功率的機組。該機組也是我國目前裝機數(shù)量最多的機型之一。定槳距風力發(fā)電機組的主要結構特點是，槳葉與輪轂的連接是固定的，即當風速變化時，槳葉節(jié)距角不能隨之變化。這也使得當風速高于風輪的設計點風速——即額定風速時，槳葉必須能夠自動地將功率限制在額定值附近，槳葉的這一特性為自動失速性能。運行中的風力發(fā)電機組在突失負載的情況下，槳葉自身必須具備制動能力，使風力發(fā)電機組能夠在大風情況下平安停機。20世紀70年代失速性能良好的槳葉的出現(xiàn)，解決了風力發(fā)電機組的主動失速性能的要求，以及20世紀80年代以及葉尖擾流器的應用，解決了在突失負載情況下的平安停機問題，這些使得定槳距失速型風電機組在過去20年的風能開發(fā)利用中始終處于主導地位。最新推出的兆瓦級風電機組仍有局部機型采用該項技術。定槳距風電機組的執(zhí)行機構包括液壓系統(tǒng)和偏航系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)是制動系統(tǒng)的驅(qū)動機構，主要用來執(zhí)行風力機的開關指令；偏航系統(tǒng)使風輪軸線與風向保持一致。定槳距失速型風電機組的最大優(yōu)點是控制系統(tǒng)結構簡單，制造本錢低，可靠性高。但失速型風電機組的風能利用系數(shù)低，葉片上有復雜的液壓傳動機構和擾流器，葉片質(zhì)量大，制造工藝難度大，當風速躍升時，會產(chǎn)生很大的機械應力，需要比較大的平安系數(shù)。定槳距失速型風電機組主要有以下幾局部組成：葉輪、增速機構、制動機構、發(fā)電機、偏航系統(tǒng)、塔架、機艙、加溫加壓系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等。其中水平軸、三葉片、上風向的定槳距失速型風電機組的結構如圖2-2所示：圖2-2世俗性風力發(fā)電機組的結構1.輪轂〔裝葉片〕2.主傳動軸3.增速齒輪箱4.機械剎車5.發(fā)動機6.剎車7.風速風向儀定槳距風機功率特性風力發(fā)電機組的輸出功率主要取決于風速，同時也受氣壓、氣溫和氣流擾動等因素的影響。定槳距風機槳葉的失速性能那么只與風速有關，直到到達葉片氣動外形所決定的時速調(diào)節(jié)風速，不管是否滿足輸出功率，槳葉的失速性能都要起作用定槳距風機的主動時速性能使得其輸出功率始終限定在額定值附近。同時，定槳距風力發(fā)電機組還存在低風速運行的效率問題。在整個運行風速范圍內(nèi)〔3m/s<v<25m/s〕由于氣流的速度是在不斷變化的如果風力機的轉(zhuǎn)速不能隨風速的變化而調(diào)整，這就必然要使風輪在低風速時的效率降低〔而設計低風速時效率過高，會使槳葉過早進入失速狀態(tài)〕。同時發(fā)電機本身存在低負荷時效率問題，盡管目前用于風力發(fā)電機組的發(fā)電機已能設計的非常理想，它們在P>30%額定功率范圍內(nèi)，均有高于90%的效率，但是當功率P<25%額定功率時，效率任然會急劇下降為解決的問題，定槳距風力發(fā)電機組普遍采用雙速發(fā)電機，極對數(shù)分別設計成2對極和3對極。另一方面改變槳葉節(jié)距角的設定也顯著影響額定功率的輸出，圖2-3為600KW定槳距失速型風電機組在不同節(jié)距角時的功率曲線。從定槳距失速型風電機組的功率曲線圖中，我門口看到，定槳距風力發(fā)電機組在風速到達額定值以前就開始失速，到額定點時的功率系數(shù)已經(jīng)非常小了。調(diào)節(jié)槳葉的節(jié)距角，只是改變槳葉對氣流的時速點。節(jié)距角越大，氣流對槳葉的時速點越高，其最大輸出功率也越高。這就是定槳距風力發(fā)電機在不同的空氣密度下槳葉安裝角的原因?！瞐〕節(jié)距角為0°時風機功率輸出曲線〔b〕節(jié)距角為15°時風機功率輸出曲線圖2-3定槳距失速型風電機組風機輸出功率曲線定槳距風電機組中異步發(fā)電機的選用雙速異步發(fā)電機指具有兩種不同的同步轉(zhuǎn)速的電機，異步電機的同步轉(zhuǎn)速與電機定子繞組的極對數(shù)和電網(wǎng)頻率的關系為：nN=60F/Np(2-7)式中：Np為極對數(shù)，nN為異步電機的同步轉(zhuǎn)速。只要改變異步電機定子繞組的極對數(shù)就能得到不同的同步轉(zhuǎn)速。改變電動定子繞組極對數(shù)的方法有如下2種方式：〔1〕采用兩臺定子繞組極對數(shù)不同的異步電機；〔2〕在一臺電機的定子上放置兩組極對數(shù)不同且相互獨立的繞組，即雙繞組的雙速電機；雙速異步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子皆為鼠籠型的，鼠籠型轉(zhuǎn)子能自動適應定子繞組極對數(shù)的變化。國內(nèi)外定槳距風電機組中的雙速異步發(fā)電機皆采用4/6雙速異步發(fā)電機，其同步轉(zhuǎn)速分別為1500rpm和1000rpm，小電機的額定功率設定成大電機的1/5至1/4之間，低風速時小電機工作，高風速時大電機工作，這樣不僅槳葉具有較高的氣動效率，發(fā)電機的效率也能保持在較高的水平。提高了定槳距風電機組的風能利用效率，也減小了定槳距風力發(fā)電機組與變槳距風力發(fā)電機組在進入額定功率前功率曲線之間的差異。2.4定槳距失速型風電機組運行過程分析定槳距失速型風電機組運行狀態(tài)主要有待機狀態(tài)、起動狀態(tài)和大小電機并脫網(wǎng)、切換及停機狀態(tài)。待機狀態(tài)當風速高于3m/s，但缺乏以將風電機組拖動到切入的轉(zhuǎn)速，或者風電機組從小功率〔逆功率〕狀態(tài)切出，沒有重新并入電網(wǎng)，此時風力機處于自由轉(zhuǎn)動狀態(tài)，稱為待機狀態(tài)。待機狀態(tài)除了發(fā)電機沒有并入電網(wǎng)，機組實際上已經(jīng)處于工作狀態(tài)。控制系統(tǒng)在此時也已做好切入電網(wǎng)的準備。一旦風速增大，轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機即可并入電網(wǎng)。風力發(fā)電機組的并網(wǎng)當風速繼續(xù)升高。到達4m/s時，風電機組起動到某一設定轉(zhuǎn)速，此時發(fā)電機按控制程序被自動地聯(lián)入電網(wǎng)。一般總是小發(fā)電機先并網(wǎng)，當風速繼續(xù)上升到8~20m/s時，那么直接從大發(fā)電機并網(wǎng)。發(fā)電機的并網(wǎng)過程，是通過三相主電路上的三組晶閘管完成的。當發(fā)電機過渡到穩(wěn)定的發(fā)電狀態(tài)后，與晶閘管電路平行的旁路接觸器閉合，機組完成并網(wǎng)過程，進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。為了防止產(chǎn)生電火花，旁路接觸器的開與關，都是在晶閘管關斷之前進行的。大小電機之間的切入當風速繼續(xù)升高至7~8m/s時，切換到大電機運行。小發(fā)電機向大發(fā)電機切換的控制，一般以平均功率或瞬時功率參數(shù)為預置切換點。如NEGMincon750KW機組以10分鐘平均功率到達某一預置值P2作為切換依據(jù)。執(zhí)行小發(fā)電機向大發(fā)電機切換時，先斷開小發(fā)電機接觸器，其次斷開旁路接觸器。此時，發(fā)電機脫網(wǎng)風力將帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)速迅速上升到大發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速附近。在大發(fā)電機運行時，如果風速降低，執(zhí)行大發(fā)電機向小發(fā)電機切換。當大發(fā)電機功率持續(xù)10分鐘內(nèi)低于預置值P3時，或10分鐘平均功率低于預置值P4時，作為大發(fā)電機向小發(fā)電機切換的依據(jù)。切換時，先斷開大發(fā)電機接觸器，其次斷開旁路接觸器。由于存在過速保護和計算機超速檢測，因此，應迅速投入小發(fā)電機接觸器，執(zhí)行軟并網(wǎng)，由電網(wǎng)負荷將大電機轉(zhuǎn)速脫到小發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速附近。只要轉(zhuǎn)速不超過超速保護的設定值，就允許執(zhí)行小發(fā)電機軟并網(wǎng)。或者采用另一種方式，即在大電機切除電網(wǎng)時釋放葉尖擾流器，使轉(zhuǎn)速降低到小電機并網(wǎng)預置點一下再收回擾流器，小電機并入電網(wǎng)，如NEGMincon750KW風力發(fā)電機組就是采用這種切換方式。脫網(wǎng)停機在發(fā)電機運行時，如果風速進一步升高，超過風電機組平安運行的風速范圍時，那么大發(fā)電機脫網(wǎng)，執(zhí)行停機動作。由于風速過高引起的風力發(fā)電機組退出電網(wǎng)有以下幾種情況：〔1〕風速高于25m/s，持續(xù)10分鐘。一般來說，由于受葉片失速性能限制，在風速超。出額定值時發(fā)電機不會因此上升。擔當電網(wǎng)頻率上升時，發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速上升，要維持發(fā)電機處理根本不變，只有在原有轉(zhuǎn)速的根底上進一步上升，可能超出預置值。這種情況通過轉(zhuǎn)速監(jiān)測和電網(wǎng)頻率檢測可以做出迅速反響。如果過轉(zhuǎn)速，釋放葉尖擾流器后還應使風力發(fā)電機組側風90°，以便轉(zhuǎn)速迅速降下來。當然，只要轉(zhuǎn)速沒有超出允許限額，只需執(zhí)行正常停機?！?〕風速高于33m/s，持續(xù)2s，正常停機?！?〕風速高于50m/s，持續(xù)1s,平安停機，側風90°。雙速發(fā)電機功率曲線上述所介紹的雙速發(fā)電機的各個工作狀態(tài)可由圖2-4表示。由于風速的隨機變化，大小電機的并網(wǎng)次數(shù)很高，頻率切換，主回路所產(chǎn)生的瞬時大電流會對電機以及主回路的元器件產(chǎn)生不同程度的沖擊，還會減小發(fā)電量。因此大小電機切換風速設有一重復區(qū)段，即在功率曲線上有一回環(huán)，既可降低切換次數(shù)，減少器件損耗，還可以提高大小電機在不同風速下的效率。第3章風力發(fā)電機組并網(wǎng)分析3.1并網(wǎng)方式概述隨著風力發(fā)電機組單機容量的增大，在并網(wǎng)時對電網(wǎng)的沖擊也越大。這種沖擊嚴重時不僅引起電力系統(tǒng)電壓的大幅度下降，并且可能對發(fā)電機和機械部件〔塔架、槳葉、增速器等〕造成損壞。如果并網(wǎng)沖擊時間持續(xù)過長，還可能使系統(tǒng)瓦解或其它掛網(wǎng)機組的正常運行。因此，采用合理的并網(wǎng)技術是一個不可無視的問題。同步風力發(fā)電機組的并網(wǎng)技術同步發(fā)電機在運行中，由于它既能輸出有功功率，又能提供無功功率，周波穩(wěn)定，電能質(zhì)量高，已被電力系統(tǒng)廣泛采用。然而，把它移植到風力發(fā)電機組上使用卻不甚理想，這是由于風速時大時小，隨機變化，作用在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩極不穩(wěn)定，并網(wǎng)時期調(diào)速性能很難到達同步發(fā)電機所要求的精度。并網(wǎng)后假設不進行有效的控制，常會發(fā)生無功震與失步等問題，在中在下尤為嚴重。這就是在相當長的時間內(nèi)，國內(nèi)外風力發(fā)電機組很少采用同步發(fā)電機的原因。但近年來隨著電力電子技術的開展，通過在同步發(fā)電機與電網(wǎng)之間沉思用變頻裝置，從技術上解決了這些問題，采用同步發(fā)電機的方案又引起了人們的重視。異步風力發(fā)電機組的并網(wǎng)技術異步發(fā)電機投入運行時，由于靠轉(zhuǎn)差率來調(diào)整負荷，因此對機組的調(diào)速精度要求不高，不需要同步設備和整步操作，只要轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時，就可并網(wǎng)。顯然，風力發(fā)電機組配用異步發(fā)電機不僅控制裝置簡單，而且并網(wǎng)后也不會產(chǎn)生震蕩和失步，運行非常穩(wěn)定。然而，異步發(fā)電機并網(wǎng)也存在一些特殊問題，如直接并網(wǎng)時產(chǎn)生的過大沖擊電流造成電壓大幅度下降會對系統(tǒng)平安運行構成威脅；本身不發(fā)無功功率，需要無功補償；當輸出功率超過其最大轉(zhuǎn)矩所對應的功率會引起網(wǎng)上飛車；過高的系統(tǒng)電壓會使其磁路飽和，無功激磁電流大量增加，定子電流過載，功率因數(shù)大大下降；不穩(wěn)定系統(tǒng)的頻率過于上升，會因同步轉(zhuǎn)速上升而引起異步發(fā)電機從發(fā)電狀態(tài)變成電動狀態(tài)；不穩(wěn)定系統(tǒng)的頻率的過大下降，又會使異步發(fā)電機電流劇增而過載等等。所以運行時必須嚴格監(jiān)視并采取相應的有效措施才能保障風力發(fā)電機組的平安運行。3.2異步發(fā)電機的風力發(fā)電機組并網(wǎng)方式直接并網(wǎng)方式這種方式只要求發(fā)電機轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速〔即到達99%~100%同步轉(zhuǎn)速〕時，即可并網(wǎng)使風力發(fā)電機組運行控制變得簡單，并網(wǎng)容易。但在并網(wǎng)瞬間存在三相短路現(xiàn)象，供電系統(tǒng)將受到4~5倍發(fā)電機額定電流的沖擊，系統(tǒng)電壓瞬時嚴重下降〔如國產(chǎn)FD-32-200型風力發(fā)電機在上海電機廠于同步轉(zhuǎn)速附近做并網(wǎng)試驗時，系統(tǒng)電壓由410V下降到230V左右〕，以至引起低電壓保護動作，使并網(wǎng)失敗。所以這種并網(wǎng)方式只有在與大電網(wǎng)并網(wǎng)時才有可能。準同期并網(wǎng)方式與同步發(fā)電機準同期并網(wǎng)方式相同，在轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時，先用電容勵磁，建立額定電壓，然后對已勵磁建立的發(fā)電機電壓和頻率進行調(diào)節(jié)和校正，使其與系統(tǒng)同步。當發(fā)電機的電壓、頻率、相位與系統(tǒng)一致時，將發(fā)電機投入電網(wǎng)運行。采用這種方式，假設按傳統(tǒng)的步驟經(jīng)整步到同步并網(wǎng)，責仍需要高進度的調(diào)速器和整步、同期設備，不僅要增加機組的造價，而且從整步到達準同步并網(wǎng)所花費的時間很長，這是我們所不希望的。該并網(wǎng)方式合閘瞬間盡管沖擊電流很小，但必須控制在最大允許的轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)運行，以免造成網(wǎng)上飛車。由于它對系統(tǒng)電壓影響極小，所以適合于電網(wǎng)容量比風力發(fā)電機組大不了幾倍的地方使用。降壓并網(wǎng)方式這種并網(wǎng)方式就是在發(fā)電機與系統(tǒng)之間串接電抗器，以減少合閘瞬間沖擊電流的幅值與電網(wǎng)電壓下降的幅值。如比利時200KW風力發(fā)電機組并網(wǎng)時各項串接有大功率電阻。由于電抗器、電阻等串聯(lián)組件要消耗功率，并網(wǎng)后進入穩(wěn)定運行時，應將其電抗器、電阻退出運行。顯然，這種并網(wǎng)方式要增大功率的電阻或電抗器組件，其投資隨著機組容量的增大而增大，經(jīng)濟性較差。它適用于小容量風力發(fā)電機組〔采用異步發(fā)電機〕的并網(wǎng)。捕捉式準同步快速并網(wǎng)技術捕捉式準同步快速并網(wǎng)技術的工作原理是將常規(guī)的整步并網(wǎng)方式改為在頻率變化中捕捉同步點的方法進行準同步快速并網(wǎng)。據(jù)說該技術可不喪失同期機，準同步并網(wǎng)工作準確、快速可靠，既能實現(xiàn)幾乎無沖擊準同步并網(wǎng)，對機組的調(diào)速精度要求不高，又能很好地解決并網(wǎng)過程與降低造價的矛盾，非常適合于風力發(fā)電機組的準同步并網(wǎng)操作。采用雙向晶閘管的軟切入并網(wǎng)技術1.發(fā)電機與系統(tǒng)之間通過雙向晶閘管直接連接：這種連接方式的工作過程為：當風輪帶動的異步發(fā)電機轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時，與電網(wǎng)直接相連的每一相的雙向晶閘管的控制角在180°與0°之間逐漸同步翻開；作為每相為無觸點開關的雙向晶閘管的導通角也同時由0°與180°之間逐漸同步增大。在雙向晶閘管導通階段開始〔即異步發(fā)電機轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)階段〕，異步發(fā)電機作為電動機運行，隨著轉(zhuǎn)速的升高，其轉(zhuǎn)差率逐漸趨于零。當轉(zhuǎn)差率為零時，雙向晶閘管已全部導通，并網(wǎng)過程到此結束。由于并網(wǎng)電流受晶閘管導通角限制，并網(wǎng)較平穩(wěn)，不會出現(xiàn)沖擊電流。但軟切入裝置必須采用能承受高反壓大電流的雙向晶閘管，價格較貴，其功率又不能做得太大，因此適用于中型風力發(fā)電機組。2.發(fā)電機與系統(tǒng)之間軟并網(wǎng)過渡，零轉(zhuǎn)差自動并網(wǎng)開關切換連接：這種連接方式工作如下：當風輪帶動的異步發(fā)電機起動或轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時，與電網(wǎng)相連的每一相雙向晶閘管〔晶閘管的兩端與自動并網(wǎng)常開觸點相連接〕的控制角在180°與0°之間逐漸同步翻開；作為每相為無觸點開關的雙向晶閘管的導通角也同時由0°與180°之間逐漸同步增大。此時自動并網(wǎng)開關尚未動作，發(fā)電機通過雙向晶閘管平穩(wěn)的進入電網(wǎng)。在雙向晶閘管導通階段開始〔即異步發(fā)電機轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)階段〕，異步發(fā)電機作為電動機運行，隨著轉(zhuǎn)速的升高，其轉(zhuǎn)差率逐漸趨于零。當轉(zhuǎn)差率為零時，雙向晶閘管已全部導通，這時自動并網(wǎng)開關動作，常開觸點閉合，于是短接了已全部開通的雙向晶閘管。發(fā)電機輸出功率后，雙向晶閘管的觸發(fā)脈沖自動關閉，發(fā)電機輸出電流不再經(jīng)雙向晶閘管而是通過已閉合的自動開關觸點流向電網(wǎng)。這兩種方法是目前風力發(fā)電機組的普遍采用的并網(wǎng)方法，其共同特點是：可以得到一個平穩(wěn)的并網(wǎng)過渡過程而不會出現(xiàn)沖擊電流。不過第一種方式所選用高反壓雙向晶閘管的電流允許值比第二種方式的要大得多。這是因為前者的工作電流要考慮能通過發(fā)電機的額定值，而后者只要通過略高于發(fā)電機空載時的電流就可滿足要求。但需采用自動并網(wǎng)開關，控制回路也略為復雜。本設計將主要介紹采用第二種方式的軟切入裝置。第4章定槳距風力發(fā)電機組并網(wǎng)控制——軟切入裝置4.1系統(tǒng)概述軟切入裝置〔SOFTCUT-INUNITT〕是目前聯(lián)網(wǎng)運行的定槳距風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的重要局部。它的主要作用是限制發(fā)電機在并網(wǎng)和大小發(fā)電機切換時的瞬變電流，以免對電網(wǎng)造成過大的沖擊。一般當電網(wǎng)的容量比發(fā)電機的容量大的多時〔≥25倍〕，發(fā)電機聯(lián)網(wǎng)時的沖擊電流才可以不予考慮。但目前聯(lián)網(wǎng)運行的風力發(fā)電機組已開展到兆瓦級水平，與一般變電所的容量相比已經(jīng)相當大。因此，軟切入裝置已成為控制系統(tǒng)必不可少的局部。本此設計所運用的軟切入裝置適用于采用單電機雙繞組的定槳距風力發(fā)電機組。該裝置允許風力發(fā)電機組在靜止時作電動機起動，所限定的電流可以根據(jù)工作要求在較大范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，并設置了不同的電流反響信號放大電路通道，當發(fā)電機作電動機起動時，自動選擇限定電流較大的通道，一般設置為小發(fā)電機額定電流的三倍；而當大發(fā)電機向小發(fā)電機切換時發(fā)電機處在超同步速的發(fā)電狀態(tài)、電流應小于發(fā)電機在最大轉(zhuǎn)矩下的電流，這時選擇限定電流較小的通道。裝置內(nèi)部具有發(fā)電機運行狀態(tài)〔電動狀態(tài)或發(fā)電狀態(tài)〕檢測，三相不平衡檢測等功能。當發(fā)電機進入穩(wěn)定的發(fā)電狀態(tài)后，旁路接觸器自動吸合，晶閘管退出工作狀態(tài)。4.2系統(tǒng)框圖設計軟切入裝置的系統(tǒng)框圖圖4-1軟切入裝置的系統(tǒng)框圖原理說明軟切入裝置的系統(tǒng)框圖如圖4-1所示。晶閘管移相觸發(fā)電路的同步信號經(jīng)三相變壓器輸出〔AC110V〕，然后轉(zhuǎn)換成鋸齒波形的同步信號。變壓器還通過整流橋提供兩路直流電源〔+15V〕；另一路〔+20V〕提供應穩(wěn)壓電源，為控制電路提供12V直流電源〔參見圖4-2〕。圖4-2三相同步信號及兩路直流電源控制信號通過三只分別與三相母線相連的電流互感器經(jīng)全橋整流、濾波后轉(zhuǎn)換成直流電平信號控制移相觸發(fā)角。三相電流信號經(jīng)全橋整流后的另一路經(jīng)帶通濾波器檢測三相負載不平衡信號，并輸入計算機。大小發(fā)電機的起動、切換信號經(jīng)互鎖、放大，控制相應的繼電接觸器的閉合，調(diào)整電流控制信號，并根據(jù)控制電流的大小決定晶閘管限流器切入與切出〔通過KA1的開閉實現(xiàn)，見圖4-1下方〕?？驁D左面是軟切入裝置的主電路。電網(wǎng)的三相線路通過三組雙向晶閘管與大小發(fā)電機相聯(lián)。KA2與KA3分別控制大小發(fā)電機的切入與切出。KA4由計算機指令直接控制。4.3單元電路設計主電路設計1.主電路設計原理圖2.原理說明本次設計中采用每相線路都串接一組反向晶閘管，共三組。正是這三組反向晶閘管將電網(wǎng)與發(fā)電機聯(lián)系在了一起實現(xiàn)了軟并網(wǎng)的主電路設計，并采用了兩臺大小發(fā)電機，做切換使用，并設置了驅(qū)動接觸器KA1、KA2、KA3。KA2和KA3分別做大小發(fā)電機的切入與切出控制，KA1做電流的大小決定晶閘管限流器切入與切出控制。控制電路設計〔1〕晶閘管移相觸發(fā)控制電路1.三相電流反響信號①原理圖設計圖4-3三相電流反響信號②原理說明晶閘管移相觸發(fā)控制電路直接取發(fā)電機三相電流信號作為反響控制信號〔圖4-3〕。三相電流經(jīng)電流互感器和全橋整流后，通過R8變成直流電壓信號。該信號一路經(jīng)放大后作為晶閘管導通角的控制電壓；另一路經(jīng)低通和帶通濾波器作為檢測三相電流平衡的信號。2.電流反響信號放大電路①原理圖設計圖4-4電流反響信號放大電路②原理說明圖4-4，是電流反響信號放大電路，a端為信號輸入。A1及R1~R5組成線性放大回路，放大倍數(shù)可供選擇。其中I1為大發(fā)電機切換至小發(fā)電機時限定的電流；I2為發(fā)動機起動時限定的電流。通過雙向開關SA1和SA2進行選擇。雙向開關的切換由C端信號控制。電流的放大倍數(shù)通過可變電阻RP1和RP2可在較大范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)這個放大倍數(shù)也就調(diào)定了所限制的電流。由于a端電位總是大于b端電位，所以A1的輸出電壓在0與6V之間。A3的基準電位由穩(wěn)壓電源提供，Ud=5V，放大倍數(shù)約為5，線性放大區(qū)在4V<U14<6V。R11，VD1，C2等組成RC低通濾波器。其3dB衰減處的頻率=其中R11=100KΩ，C2=0.47uF。由上式可得f0=3.38Hz。因此，經(jīng)過濾波后，進入A3的信號已接近直流電平信號。A2用來加速A3的翻轉(zhuǎn)。d端電壓經(jīng)分壓后，輸入A2的反相端為4V左右。當同相端交流信號的峰值大于4V時，A2不起作用，這時A3處于線性工作狀態(tài)，當U14峰值小于4V時，A2翻轉(zhuǎn)，VD2導通，C2通過R7迅速放電。使A3-3端的電位立刻被拉到0V，A3迅速翻轉(zhuǎn)，這時G2輸出端或e端將始終處于高電位，晶閘管導通角處于被迅速關小過程中。A4與G2組成矩形波發(fā)生器。當A3-1端電位≤4V時，A4輸出端為低電平；當A3-1端電位≥6V時，A4輸出端為高電平；當4V≤A3-1端電位≤6V時為矩形波，且占空比隨A3-1端電壓的變化而變化。經(jīng)過調(diào)制的控制信號經(jīng)G2整形后，選擇一定的時間常數(shù)對電容進行充、放電。從而得到控制觸發(fā)導通角的電平信號。3.PI調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)選擇和工作狀態(tài)控制①原理圖設計圖4-5PI調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)選擇和工作狀態(tài)控制②原理說明圖4-5為PI調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)選擇和工作狀態(tài)控制。A端為控制信號輸入端；c端為PI調(diào)節(jié)器開關。當發(fā)動機處于起動〔電動〕狀態(tài)時c端為1，這時a端信號有效；當發(fā)動機進入放電狀態(tài)時c端為0，這時a端信號無效，G1的輸出端為高電平，晶閘管導通角將開到最大〔全導通〕。兩路充放電阻的選擇也是由發(fā)動機工作狀態(tài)決定。在PI調(diào)節(jié)器控制電流時，LR切入，時間常數(shù)可在4~40s范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；放電狀態(tài)時，SR切入，時間常數(shù)可在0.4~4s內(nèi)調(diào)節(jié)。短時間常數(shù)可使導通角迅速翻開。b端控制發(fā)電機切換時導通角的復位。選擇R5信道，時間常數(shù)為0.4s。4.移相控制信號及旁路接觸器控制信號①原理圖設計圖4-6移相控制信號及旁路接觸器控制信號②原理說明圖4-6是移相控制信號形成環(huán)節(jié)。A4組成電壓跟隨器；R15與R16起分壓作用，將控制電壓調(diào)整在0~5V內(nèi)。A2與A3用來限定A1的輸出電平的上下限。A5用來實現(xiàn)發(fā)電機脫網(wǎng)指令。A6的作用是當導通角開到最大時，起動旁路接觸器KA1。它們的基準電位通過對12V直流電源的分壓獲得。當A1的輸出電平下降，使A2的同向輸入端電位低于反向輸入端電位，其輸出端電位翻轉(zhuǎn)，VD4導通，使Ua降低，停止對C3充電，防止使A1進入飽和狀態(tài)，同時限定了A1的輸出端電位的下限。當A1的輸出端電位上升到高于A3的同向輸入端電位時，VD3導通，使Ua升高，重新對C3充電，從而限定了A1的輸出端電位的上限。當脫網(wǎng)信號發(fā)出后，G3-5端為1，脫網(wǎng)許可〔參見圖4-15〕。這時Ua將保持高電位，A1的輸出端電位U7逐漸降低。當U7降低到小于A5的同向輸入端電位U10時，A5的輸出端電位U8翻轉(zhuǎn)為1，G3輸出為0，電機脫網(wǎng)。從而保證電機在切換時，晶閘管的導通角總是從0開始。發(fā)電機在網(wǎng)上運行時，b端為0〔參見圖4-15〕，G2-2端為1；當A1的輸出端電位U7大于A6的反向輸入端電位U13時，晶閘管導通角已完全翻開，這時A6的輸出端電位U14為1，G2輸出端翻轉(zhuǎn)為0，起動旁路接觸器。該移相控制信號進一步調(diào)整在0~4V。其中電壓調(diào)整局部電路可作如下變換〔見圖4-8〕：圖4-8等效電路上圖中R1’、R3’分壓；R2’、C濾波。調(diào)整后的信號通過A2校準，A2的基準為2V，放大倍數(shù)為1.然后輸入比較器A3〔2〕晶閘管開關控制信號形成1.晶閘管開關控制信號形成①原理圖設計圖4-7晶閘管開關控制信號形成②原理說明圖4-7為三相同步信號的形成。b、c、d端及n端分別與三相變壓器二次繞組輸出端d、e、f及n端相聯(lián)。正弦信號經(jīng)R9、R14、R19后，由兩個反向串聯(lián)的穩(wěn)壓管的作用變成矩形波，在正半周和負半周，分別控制晶體管的導通和截止的切換，然后通過與反向器和RC電路，使異或非門G7、G8、G9在切換的瞬間輸出高電平，控制恒流源充放電路，從而形成鋸齒波形的同步信號。在鋸齒波與控制信號的相交點，比較器A3~A5翻轉(zhuǎn)，控制觸發(fā)脈沖的輸出。觸發(fā)脈沖由多謝振蕩器產(chǎn)生。2.外觸發(fā)多諧振蕩器〔觸發(fā)脈沖的形成〕①原理圖設計圖4-9外觸發(fā)多諧振蕩器②原理說明圖4-9是外觸發(fā)多諧振蕩器，脈沖列的占空比由R1、R2確定。a、b、c端分別與圖4-7中的e、f、g端的觸發(fā)信號相聯(lián)，作為控制多諧振器的脈沖列輸出的開關。脈沖列放大后，通過脈沖變壓器觸發(fā)晶閘管〔見圖4-10〕。圖4-10脈沖觸發(fā)電路〔3〕發(fā)電機運行狀態(tài)檢測1.簡要概述作為電動機起動的風力發(fā)電機組當轉(zhuǎn)速到達同步轉(zhuǎn)速后，就進入發(fā)電狀態(tài)。這時限流裝置可以停止工作，并將導通角開到最大，然后被旁路。否那么當發(fā)電機的能量不能完全輸出給電網(wǎng)，就會發(fā)生飛車事故。因此，發(fā)電機運行狀態(tài)檢測是軟切入裝置中不可缺少的環(huán)節(jié)。發(fā)電機狀態(tài)的檢測是根據(jù)發(fā)電機在電動和發(fā)電狀態(tài)電流對電壓的相位差不同的原理，通過對電流和電壓信號取樣，整形成矩形波，由異或門將兩個波形合成，通過平均值電路測量輸出的平均電壓的上下來實現(xiàn)的。2.發(fā)電機狀態(tài)檢測過程的框圖圖4-11發(fā)電機狀態(tài)檢測過程框圖3.電路介紹①發(fā)電機運行狀態(tài)檢測電路設計圖4-12發(fā)電機運行狀態(tài)檢測電路②原理說明電路左面上下兩個輸入端口分別為電壓和電流信號的輸入端，通過放大器轉(zhuǎn)變成開關信號，經(jīng)G1和G2兩個異或非門整形，成為兩組矩形波。如圖4-13所示，在電動狀態(tài)，電流對電壓相位差＜90°，在異或門G3的輸入端“異〞的時間較短，“同〞的時間較長，其輸出端的電壓如圖4-13d所示。在發(fā)電狀態(tài)，電流與電網(wǎng)電壓的角度＞90°，異或門的輸出電壓如圖4-14所示。圖4-13電動狀態(tài)信號圖4-14發(fā)電狀態(tài)信號電動狀態(tài)的電流與電網(wǎng)的波形a〕發(fā)電狀態(tài)的電流與電網(wǎng)的波形b)整形后的電壓波形b)整形后的電壓波形c)整形后的電流波形c)整形后的電流波形d)異或門的輸出波形d)異或門的輸出波形從上兩圖可見，在電動狀態(tài)，G3輸出的平均電壓較小，發(fā)電狀態(tài)輸出的平均電壓較大。如果在e端電位給定的條件下適中選擇R5、R6、C1、C2的參數(shù)，可使A2輸出端的電壓U14在電動狀態(tài)處與高電位，發(fā)電狀態(tài)處于低電位。U14的信號經(jīng)f端去控制電流節(jié)調(diào)器的工作與否。圖4-12中g端在大發(fā)電機切換到小發(fā)電機時置1，以保證電流調(diào)節(jié)器及時投入工作狀態(tài)?！?〕大小發(fā)電機的切入〔并網(wǎng)〕，切出〔脫網(wǎng)〕和切換過程1.開關指令的執(zhí)行過程①發(fā)電機并網(wǎng)與脫網(wǎng)指令執(zhí)行過程原理圖設計圖4-15發(fā)電機并網(wǎng)與脫網(wǎng)指令執(zhí)行過程②原理說明如圖4-15，當軟切入單元接到發(fā)電機起動指令后，VL1或VL2導通，觸發(fā)器相應的輸入端i(大發(fā)電機)或j(小發(fā)電機)置0.觸發(fā)器相應的輸出端置0并自鎖；經(jīng)與非門使三極管導通，從而接通相應的繼電器。發(fā)電機的脫網(wǎng)由來自圖4-6中的d端的信號〔圖中e端信號〕控制當晶閘管導通角復位到0時，e端置0，發(fā)電機脫網(wǎng)。VD6與VD7的作用是在脫網(wǎng)狀態(tài)時解除互鎖。2．PI調(diào)節(jié)器的控制開關機指令的另一路通過由G3和G4組成的觸發(fā)器從K端和I端輸出，其中K端用來選擇限流倍數(shù)〔參見圖4-4〕，I端用來參與發(fā)電機狀態(tài)檢測和PI調(diào)節(jié)器的控制〔參見圖4-12〕。由G3和G4組成的觸發(fā)器在發(fā)電機啟動前，G3的輸入端為0，G4的輸入端〔KA2開關信號〕為1.這時G＞的輸出端為1，G4的輸出端為0，K端輸出為高電平，I端輸出為0。當發(fā)電機啟動后，G1的輸出端為高電平，G2的輸出端高電平，VD2截止。這時G3的輸入端電位取決于d端信號〔旁路繼電器是否投入，參見圖4-6〕。觸發(fā)器在大發(fā)電機投入前，即G4的輸入端保持1時，輸出狀態(tài)保持不變。當發(fā)電機投入后，G4的輸入端為0，這時觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。但由于VD4的作用使I端仍為低電平，而h端在大發(fā)電機切入后呈高電平，使K端仍為高電平，輸出狀態(tài)不變。當大發(fā)電機切換到小發(fā)電機時，G3的輸入端與G4的輸入端同為高電平，觸發(fā)器輸出保持不變，而這時G3的輸入端為低電平，h端也為低電平，因此K端變成低電平，而G4的輸入端此時為高電平，故I端為高電平。小發(fā)電機脫網(wǎng)時，G3的輸入端為0，G3的輸出端為1，G4的輸出端為0，于是I為0，K為1.由R11、R12、VD1、C3組成的充放電路是為了在發(fā)電機切換的瞬間〔G1的輸出端為0的短時間內(nèi)〕保持異或門的輸出不變。圖中g端信號反映發(fā)電機工作狀態(tài)，控制旁路接觸器的啟動和PI調(diào)節(jié)器的復位。當g端置0時，表示有發(fā)電機運行在網(wǎng)上，這時圖4-5中G4-9端置1，允許PI調(diào)節(jié)器工作；圖4-6中G2-2端置1，允許起動旁路接觸器。當g端置1時，表示發(fā)電機脫網(wǎng)或切換指令已發(fā)出，但繼電器尚未閉合。這時，圖4-6中G2-2端置0，旁路接觸器脫開；圖4-5中G4-9端置1，使晶閘管導通角迅速復位，做好控制瞬變電流的準備。4.4系統(tǒng)性能測試我們在FD23-200/40KW風力發(fā)電機組上對軟切入裝置進行了起動和大小發(fā)電機切換時的性能試驗。試驗時的風速為8~10m/s。試驗結果見圖4-16和圖4-18。圖4-16是在風力發(fā)電機組起動時，用示波器記錄的圖4-3中a點相對b點的波形，反映了起動電流的變化曲線。這時所測的線電流為280A，40KW發(fā)電機額定功率為90A，因發(fā)電機功率較小，起動電流被限制在額定電流的3倍左右。從圖上可見，起動過程約15s左右，電流根本平穩(wěn)。從小發(fā)電機切換到大發(fā)電機，切換過程約為8s左右，電流曲線見圖4-17。圖4-16小發(fā)電機起動電流波形圖4-17大發(fā)電機起動電流波形圖4-18是圖4-6中A1-7端的波形，是晶閘管的控制電平的變化曲線，也反映了晶閘管導通角的變化情況。從圖上可以看到，起動開始，控制電平迅速從0V升到2V左右，變化不大，晶閘管處于工作狀態(tài)，起動電流被限制在設定值以下。起動過程結束后〔進入發(fā)電狀態(tài)〕控制電平立刻上升到7V左右，導通角被開到最大，旁路繼電器投入〔晶閘管被切出〕。圖4-18晶閘管觸發(fā)控制電平的變化曲線第5章定槳距風力發(fā)電機組并網(wǎng)仿真5.1電力系統(tǒng)MATLAB/SIMULINK仿真軟件概述MATLAB/SIMULINK開展簡史1.MATLAB開展簡史20世紀70年代中期，CleveMoler和他的同事們在美國國家科學基金的資助下研發(fā)了稱為LINPCK和EISPACK的FORTRAN子程序庫。LINPCK是解決線性方程問題的FORTRAN子程序集合，F(xiàn)ORTRAN是對特征值問題進行求解的子程序集合。它們一起代表了當時最具影響力的矩陣計算軟件。20世紀70年代后期，當時已經(jīng)成為新墨西哥大學計算機科學系系主任Cleve，希望在他的線性代數(shù)授課課程中使用LINPCK和EISPACK軟件。但他并不想增加學生的編程負擔，因此，設計了一組調(diào)用LINPCK和EISPACK庫程序的“通俗易用〞的接口，并命名為MATLAB，其根本的數(shù)據(jù)單元是一個維數(shù)不加限制的矩陣。在MATLAB下，矩陣運算變得非常容易。因此，一兩年后，MATLAB在應用數(shù)學團體中流行起來。1983年的春天，Cleve到斯坦福大學進行訪問，MATLAB深深地吸引住了身為工程師的JohnLittle。JohnLittle敏銳的地覺察到MATLAB在工程領域的廣闊前景，于是同年，他和CleveMole，SteveBangert一起用C語言開發(fā)了第二代MATLAB專業(yè)版，由SteveBangert主持開發(fā)編譯解釋程序；SteveKleiman完成圖形功能的設計；JohnLittle和CleveMoler主持開發(fā)各類數(shù)學分析的子模塊，撰寫用戶指南和大局部的M文件。1984年，CleveMoler和JohnLittle成立了MathWorks公司，發(fā)行了MATLAB1.0〔基于DOS的版本〕正式把MATLAB推向市場。MATLAB的第一個商業(yè)化版本是同年推出的基于DOS的MATLAB3.0，該版本已經(jīng)具有數(shù)值計算和數(shù)據(jù)圖示化的功能。通過不斷的改良，MATLAB逐步開展成為一個集數(shù)值處理、圖形處理、圖像處理、符號計算、文字處理、數(shù)學建模、實時控制、動態(tài)仿真、信號處理為一體的數(shù)學應用軟件。2.SIMULINK開展簡史SIMULINK是MathWorks公司開發(fā)的又一個生產(chǎn)重大影響的軟件。為了準確地分析控制系統(tǒng)的復雜模型，1990年MathWorks公司為MATLAB提供了嶄新的控制系統(tǒng)模型圖形輸入與仿真工具，并命名為SIMULAB,它以工具庫的形式掛接在MATLAB3.5版上。MATLAB包括仿真平臺和系統(tǒng)仿真模型庫兩局部，主要用于仿真以數(shù)學函數(shù)和傳遞函數(shù)表達的系統(tǒng)，它是20世紀70年代開發(fā)的連續(xù)系統(tǒng)仿真程序包括〔CCS〕的繼續(xù)。該軟件發(fā)布后很快就在控制領域得到了廣泛使用。但是，因為其名字與著名的SIMULA類似，所以1992年改名為SIMULINK〔simulationlink〕,意思是仿真連接。3.SimPowerSystems庫開展簡史SimPowerSystems庫是SIMULINK下面的一個專用模塊庫，是在SIMULINK環(huán)境下進行電力、電子系統(tǒng)建模和仿真的先進工具。它建立在加拿大的Hydro-Quebec電力系統(tǒng)測試和仿真實驗室的實踐經(jīng)驗根底上，并由Hydro-Quebec和TECSIMInternational公司共同開發(fā)而成，功能非常強大。SimPowerSystems庫提供了一種類似電路建模的方式進行建模繪制，在仿真前自動將仿真系統(tǒng)圖變化成狀態(tài)方程描述的系統(tǒng)形式，然后在SIMULINK下進行仿真分析。它為電路、電力電子系統(tǒng)、電機系統(tǒng)、發(fā)電、輸變電系統(tǒng)和配電計算提供了強有力的解決方法，尤其是當設計開發(fā)內(nèi)容涉及控制系統(tǒng)設計時，優(yōu)勢更為突出。MATLAB/SIMULINK的特點1．MATLAB的特點提供了便利的開發(fā)環(huán)境提供了強大的數(shù)學應用功能編程語言簡易高效圖形功能強大提供了功能強的的工具箱應用程序接口功能強大MATLAB的缺點。和其它高級程序相比，MATLAB程序執(zhí)行的速度較慢。2.SIMULINK的特點〔1〕建立動態(tài)系統(tǒng)的模型并進行仿真〔2〕以直觀的方式建?！?〕增添定制模塊元件和用戶代碼〔4〕快速、準確地進行設計模擬〔5〕分層次地表達復雜系統(tǒng)〔6〕交互式的仿真分析3.SimPowerSystems庫的特點〔1〕使用標準電氣符號進行電力系統(tǒng)的拓撲圖像建模和仿真〔2〕標準的AC和DA電機模型模塊、電壓器、輸電線路、信號和脈沖發(fā)生器、HVDC控制、IGBT模塊和大量設備模型〔3〕使用SIMULINK強有力的變步長積分器和零點穿越檢測功能，給出高度精確的電力系統(tǒng)仿真計算結果〔4〕利用定步長梯形積分算法進行離散仿真計算，為快速仿真和實時仿真提供模型離散化方法〔5〕利用Powergui交互式工具模塊可以修改模型的初始狀態(tài)，從任何初始條件進行仿真分析，例如計算電路的狀態(tài)表達、計算電流和電路的穩(wěn)態(tài)解、設定和恢復初始電流/電壓狀態(tài)、電力系統(tǒng)的潮流計算等〔6〕提供了擴展的電力系統(tǒng)設備模塊，如電力機械、功率電子元件、控制測量模塊三相元器件〔7〕提供大量功能演示模塊，可直接運行仿真或進行方案例學習5.2異步風力發(fā)電機組直接并網(wǎng)過渡過程分析假設電機在并網(wǎng)前沒有電壓、電流，也沒有剩磁，當電機接近同步轉(zhuǎn)速時直接并網(wǎng)，異步電時機經(jīng)歷一個瞬態(tài)過渡過程。產(chǎn)生的瞬態(tài)沖擊電流與電機參數(shù)、并網(wǎng)轉(zhuǎn)速、電機磁通飽和程度以及并網(wǎng)瞬間電壓相位角有關。直接并網(wǎng)時產(chǎn)生的過渡過程電流：i=i0sin(ωt+θ-ψ)+iae-1/T1sin(ωt+θ-ψ)+ide-1/T2sin(θ-ψ)(5-1)式中，i0為穩(wěn)態(tài)交流分量，ia為暫態(tài)交流分量，ib為暫態(tài)直流分量，ψ為電機等效阻抗角，θ為電機并網(wǎng)瞬間合閘相位角，T1=x’d/(ωRr/s)為暫態(tài)交流分量衰減時間常數(shù)，與滑差和轉(zhuǎn)子電阻有關；T2=x’d/ωRs為暫態(tài)直流分量衰減時間常數(shù)，與定子的電阻和電感有關。電機并入電網(wǎng)時，定子繞組中的穩(wěn)態(tài)交流分量i0sin(ωt+θ-ψ)開始產(chǎn)生，并進而產(chǎn)生電磁力。由于此時轉(zhuǎn)速接近同步速，i0接近電機空載電流。并網(wǎng)瞬間，根據(jù)磁鏈守恒原理，轉(zhuǎn)子短路繞組中產(chǎn)生一個衰減的直流分量，其產(chǎn)生的磁場切割定子繞組，并產(chǎn)生一個衰減的暫態(tài)交流分量iae-1/T1sin(ωt+θ-ψ)，x’d為電機暫態(tài)電抗，暫態(tài)電抗的值為x’d=xω+1(1/xm+1/xα)，ia與電網(wǎng)電壓成正比，與暫態(tài)電抗成反比。同時，并網(wǎng)瞬間，定子繞組礠鏈守恒，定子繞組中產(chǎn)生一個衰減的直流分量ide-1/T2sin(θ-ψ)，以抑制電網(wǎng)電壓產(chǎn)生的的磁通，id與電網(wǎng)電壓成正比，與暫態(tài)電抗成反比。另外異步發(fā)電機并網(wǎng)瞬態(tài)沖擊電流的峰值還與并網(wǎng)瞬間電網(wǎng)電壓的相位角有關，在相位角θ=ψ±π/2時，沖擊電流最大，θ=ψ時，沖擊電流最小。從以上的分析可以知道，異步風力發(fā)電機并網(wǎng)沖擊電流的大小，不僅與其自身的暫態(tài)電抗和電網(wǎng)電壓有關，還與并網(wǎng)時的滑差s有關?；顂越大，瞬態(tài)電流交流分量的衰減時間越長，產(chǎn)生的沖擊電流有效值越大，為減少并網(wǎng)沖擊電流，一般并網(wǎng)時選擇的s都比較小，并網(wǎng)過程中在受到?jīng)_擊電流影響的同時，還受到勵磁涌流的影響。滑差s越小，沖擊電流有效值越小，但勵磁涌流越大。5.3失速型異步風力發(fā)電機組大小電機仿真模型的建立進行雙繞組異步電機的建模與仿真分析時，忽略雙繞組結構給電機運行特性帶來的影響，將雙速電機近似為大小兩個獨立的理想化電機來處理，作如下假設：〔1〕磁路是線性的，忽略電機鐵磁飽和、磁滯以及渦流的影響，不考慮鐵芯和導線的集膚作用；〔2〕轉(zhuǎn)子為圓柱體，氣息均勻，且認為定轉(zhuǎn)子有光滑的的外表，忽略定轉(zhuǎn)子齒槽對氣息旋轉(zhuǎn)磁場分布的影響；〔3〕定子三相繞組結構相同，且在空間的位置被此相差120°，并在氣隙中產(chǎn)生正弦分布的磁勢和旋轉(zhuǎn)磁場；〔4〕轉(zhuǎn)子每相繞組對稱，每兩個相鄰繞組在空間相差的角度均相同，且在氣隙中產(chǎn)生正弦分布的磁勢和旋轉(zhuǎn)磁場；異步風力發(fā)電機單相T型等效電路如圖5-1所示。從異步風力發(fā)電機的等效電路中，我們可以得出異步風力發(fā)電機負載阻抗角與轉(zhuǎn)速nr的關系。圖中，滑差s=〔nN-nr〕/nN，nN為異步風力發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速。圖5-1異步電機等效電路圖異步電機單相等效阻抗：JM=Rs+jωLαs+(Rr/s+jωLσr)/jωLM(5-2)式中，Rs為定子電阻，Lαs為定子電抗，Rr為轉(zhuǎn)子電阻，Lσr為轉(zhuǎn)子電抗，LM為感抗。其負載阻抗角ψ隨滑差s的減小而減小，并在接近于零時，負載阻抗角最小，需要注意的是，在實際情況下，電機的相關參數(shù)是未知的，特別是轉(zhuǎn)子電阻，在運行中是一個未知、時變的參數(shù)。故而對于異步風力發(fā)電機這樣一個多變量、參數(shù)未定、強非線性系統(tǒng)，很難建立精確的模型。這里根據(jù)理想化電機的假設建立d-q坐標下的異步電機MatLab仿真模型，并在此根底上運行失速型風電機組直接并網(wǎng)與軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)的仿真分析。5.4異步風力發(fā)電機組直接并網(wǎng)過渡過程仿真分析金風公司是我國風電設備制造的著名公司，其下的主導產(chǎn)品為針對不同氣候類型的金風600kw、金風750kw系列機組。所以本文采用金風公司S43/600kw機組作為仿真算例具有一定的代表性。600kw為其額定功率，切入風速為3m/s，額定風速為14m/s，切出風速為25m/s〔10分鐘均值〕，采用的異步風力發(fā)電機為YJ50型600/125kw雙繞組異步發(fā)電機，雙速異步發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速分別為1500/1000〔rpm〕和1519/1013〔rpm〕。雙速異步發(fā)電機具體參數(shù)如表5-1所示.表5-1雙速異步風力發(fā)電機具體參數(shù)nPIN(A)Rs(Ω)Lαs(H)Rr(Ω)Lσr(H)Lm(H)J(kg·m2)4p5400.01160.00010.02690.00010.0334726p1260.18930.00370.14020.00370.088648MatLab是當今流行的科學計算與系統(tǒng)仿真軟件，Simulink是Matlab提供的控制系統(tǒng)模型可視化的仿真工具，在其內(nèi)部提供了許多控制系統(tǒng)的標準仿真模塊，系統(tǒng)建模簡便，并可在Simulink環(huán)境下直接進行控制系統(tǒng)的仿真分析。SimPowerSystemsBlockset是在Simulink根底上開發(fā)的專門用于電力電子與電力傳動仿真領域的模塊庫。在Simulink中的SimPowerSystems下可以找到風力機的仿真模塊。依此模塊，風力機的功率PM如式〔5-2〕計算得出。風力機的仿真模型如圖5-2所示。圖5-2風力機仿真模型圖5-2中，由于風力機的計算使用的是標幺值，故需要對輸入和輸出量進行轉(zhuǎn)化。Wr為發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，其值wr_base為同步轉(zhuǎn)速時的角速度；Tm為風力機輸出轉(zhuǎn)矩，其基值風力機的額定轉(zhuǎn)矩Tm_base等于風力機輸出的額定功率除以發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速。對于定槳距風力發(fā)電機組，槳距角pitchangle為0o。風力機額定風速為14m/s時，其輸出的功率曲線如圖5-3所示。圖5-3風力機輸出功率曲線由于本文主要關注的是電機的軟網(wǎng)控制，故可以不考慮大小電機的切換的問題，而采用兩個單獨的異步電機模型來代替，仿真時直接采用Simulink中已有的單機模型。在大電機向小電機切換時，采用釋放葉尖擾流器減速，然后并入小發(fā)電機的切換方式。圖5-4給出了直接并網(wǎng)過渡過程總體結構仿真示意圖。其中的holdcircuit的功能判斷轉(zhuǎn)速是否到達可以并網(wǎng)的速度，如果到達，那么輸出合閘信號，使旁路器閉合，其內(nèi)部結構如圖5-5所示。圖5-4直接并網(wǎng)過渡過程總體結構仿真示意圖圖5-5holdcircuit模塊結構小發(fā)電機直接并網(wǎng)過程仿真分析本文中分別對小電機在5m/s和8m/s風速下直接并網(wǎng)過程進行仿真，在電機轉(zhuǎn)速到達990rpm時將電機切入電網(wǎng)。仿真結果如圖5-6和5-7所示。圖5-6小發(fā)電機在風速為5m/s時直接并入電網(wǎng)過渡狀態(tài)圖5-7小發(fā)電機在風速為8m/s時直接并入電網(wǎng)過渡狀態(tài)從小電機直接并網(wǎng)仿真結果來看，小電機直接并網(wǎng)時，所產(chǎn)生的沖擊電流比較小，不會超過軟并網(wǎng)裝置中可控硅的限定值范圍。在小電機軟并網(wǎng)過程中，軟并網(wǎng)過程沖擊電流的限定值可以根據(jù)小電機額定電流來設計。5.4.2我們分別在風速為10m/s和13m/s對電動機直接并網(wǎng)過程進行仿真分析，電機切入電網(wǎng)轉(zhuǎn)速設定為1470rpm。得到的仿真結果如圖5-8和5-9所示。圖5-8大發(fā)電機在風速為10m/s時直接并入電網(wǎng)過渡狀態(tài)圖5-9大發(fā)電機在風速為13m/s時直接并入電網(wǎng)過渡狀態(tài)從圖5-8和5-9中可以看到，大電機直接并網(wǎng)時會產(chǎn)生很大得瞬間沖擊電流，可到達大電機額定電流的7至8倍以上，這將會對電網(wǎng)造成很大的沖擊。由圖還可發(fā)現(xiàn)，風速越高，轉(zhuǎn)子加速度越大，并網(wǎng)時間越短。所以為了保證軟并網(wǎng)裝置能有足夠的過渡時間，在風速較高的情況下，需要將切入預置點下調(diào)；反之，將切入轉(zhuǎn)速預置點上調(diào)，以縮短軟切入過渡時間。大電機切入電網(wǎng)必須采用軟并網(wǎng)裝置以限制沖擊電流，軟切入過渡過程電流的限定值可以根據(jù)大電機額定電流進行整定。本文所選用機組中大發(fā)電機額定電流為540A，一般軟并網(wǎng)時，沖擊電流應小于大發(fā)電機額定電流，如果過渡過程沖擊電流超過大發(fā)電機額定電流，那么認為軟并網(wǎng)失敗。5.5定槳距風力發(fā)電機組軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)仿真分析為驗證軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)的有效性，需要對軟并網(wǎng)過渡過程進行仿真分析，仿真模塊中風機模塊、異步風力發(fā)電機模塊如前所述，初始的控制角為170°，仿真算法設為變步長ode23tb,相對誤差1*10-3，絕對誤差1*10-6，總體仿真示意圖如圖5-10所示圖5-10軟并網(wǎng)過渡過程仿真示意圖小電機軟切入過程仿真〔1〕小電機在風速為5m/s時切入電網(wǎng)，切入預置點位s=0.02,