Министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистан ташкентский государственный технический

3.3. Асинхронные генераторы ВЭС 
Параллельная работа ЭЭС и ВЭС с ВЭУ, оснащенными асинхронными 
генераторами осуществляется довольно просто. В связи с этим в основном в со-
временных ВЭУ применяют машино – вентильные системы с использованием 
АСГ. Асинхронная машина представляет из себя устройство, в состав которого 
входят сама электрическая машина и ее система возбуждения. Трехфазная сим-
метричная обмотка статора генератора подключается к сети, а к обмотке ротора 
подключается система возбуждения. Частота напряжения, подаваемого к об-
мотке ротора, в установившемся режиме равна разности круговых частот вра-
щения полей статора и ротора, т.е. частоте скольжения. В машино - вентильных 
системах щеточно - коллекторный узел АСГ заменен полупроводниковым ком-
мутатором, поэтому устройство возбуждения в данном случае служит преобра-
зователем частоты напряжения источника питания в частоту скольжения. 
Так как асинхронные машины позволяют регулировать реактивную мощ-
ность и в установившемся режиме могут работать с различной частотой враще-
ния ротора, АСГ сохраняет устойчивость работы в режимах, недопустимых для 
синхронных машин. 
Структурная схема АСГ в составе ВЭУ представлена на рисунке 3.3. 
Рис. 3.3 Структурная схема устройства АСГ 
При параллельной работе ВЭС и энергосистемы, важно: 
- поддерживать нужное качество вырабатываемой электроэнергии; 

---

47 
- снижать потери в ЭЭС, содержащих ВЭС; 
- решать вопрос компенсации реактивной мощности, когда в состав ВЭУ 
входят АСГ; 
- устранять гармоники, генерируемые инверторами, в случае, когда ВЭУ 
содержит преобразователь частоты; 
- устранять радиопомехи; 
- обеспечить защиту ВЭУ в аварийных режимах; 
- обеспечить интеллектуальную систему управления ВЭУ. 
Существуют основные технические требования, которые предъявляются 
к интеллектуальной системе управления ВЭУ в случае параллельной работы с 
сетью в составе ВЭС: 
- работоспособность при заданных эксплуатационных условиях; 
- автоматический пуск, возможность последующей синхронизации; 
- обеспечение регулирования частоты вращения ротора и мощности ВЭУ; 
- Периодический контроль собственных систем и оборудования ВЭУ, ди-
агностика, возможность выявления неисправностей и определения их места; 
- Формирование и выдача команд, обеспечивающих управление система-
ми ВЭУ. 
В настоящее время не существует единых требований по подключению 
ВЭС в сеть, во разных странах они отличаются. Это вызвано неравномерным 
мировым развитием ветроэнергетики. Однако, есть общие требования: 
- необходимо поддерживать заданную частоту вращения ротора; 
- необходимо поддерживать заданную мощность и иметь возможность ре-
гулировать ее в заданных пределах; 
- необходимо поддерживать заданное напряжение; 
- нужно поддерживать заданные показатели качества электроэнергии; 
- ВЭС необходимо оснащать защитой и автоматикой; 
В целом, документы с техническими требованиями по подключению ВЭС 
в энергосистему, обычно подлежат классификации по напряжению сети. 

---

48 
При подключении ВЭС к энергосистеме немаловажным фактором являет-
ся непостоянство скорости и направления ветра, из-за чего возникают колеба-
ния мощности ВЭС. Поскольку выдача мощности в энергосистему должна быть 
равномерной, для сглаживания колебаний необходимо использовать большое 
количество ВЭУ. При создании условий для сглаживания колебаний, ВЭС вы-
дает мощность равномерно и может нормально работать в составе энергосисте-
мы. В таком случае ВЭС склонна к колебаниям уровня выдаваемой мощности 
только при сезонных изменениях ветра, но устранить их практически невоз-
можно. График колебаний мощности ВЭУ представлен на рис. 3.4. 
Рис. 3.4 Колебания мощности ВЭС за промежутки времени 
В случае, когда ВЭС вырабатывает более 15% установленной мощности 
энергосистемы, колебания мощности ветроэлектрической станции могут ока-
зывать влияние на общую динамическую устойчивость ЭЭС. В таких случаях 
необходимо уделять особое внимание поддержанию заданной частоты. Основ-
ным требованием является поддержание частоты на уровне в течение 97% 
времени работы. 
Напряжение в энергосистеме, в составе которой есть ВЭС, характеризует-
ся колебаниями, которые вызваны неравномерностью выработки и потребления 
реактивной мощности, поскольку напряжение в узлах зависит от баланса реак-
тивной мощности. Так как ВЭУ в большинстве случаев устроены на основе 

---

49 
асинхронных генераторов, они потребляют реактивную мощность, из-за этого 
требуется статических батарей конденсаторов на выходе ВЭУ, чтобы снизить 
колебания напряжения до нормального значения, в пределах
от номи-
нального. Также регулирование напряжения возможно с помощью устройства 
РПН трансформаторов, с которыми соединяются ВЭУ. 
Предельная доза фликера, наличие гармоник и просадок напряжения яв-
ляются факторами, определяющими качество электроэнергии и включаются в 
ПКЭЭ. Но в данный момент нет международного стандарта показателей каче-
ства электрической энергии, который содержит общий регламент для них. 
Таким образом, можно сделать вывод: для дальнейшего развития ветро-
электрических станций и установок, необходимо создать общие мировые стан-
дарты по подключению ВЭС на параллельную работу с энергосистемой.