异步发电机的并网
1.并网条件
异步发电机的并网条件是：第一，发电机转子的转向与旋转磁场的方向一致，即发电机的相序与电网的相序相同；第二，发电机的转速尽可能地接近同步转速。第一个条件必须严格满足，否则发电机并网后将处于电磁制动状态，在接线时应调整好相序。第二个条件虽然有要求，但不是很严格，发电机的转速与同步转速相差越小，并网时产生的冲击电流就越小，而且冲击电流衰减得越快。
2.并网方式
在采用交流异步发电机的风力发电机组中，由于采用的发电机的容量和控制方式不同，因此并网方法也有变化。异步发电机的并网方式主要有直接并网、降压并网、准同期并网和捕捉式准同步快速并网以及晶闸管软并网等。
图5-9 风力发电机组并网的一般结构
1）直接并网
图5-10所示为异步发电机直接并网。当风力机启动后，通过增速齿轮箱将异步发电机的转子速度增加到同步转速附近，一般为98％～100％。测速装置给出自动并网信号，通过断路器完成合闸并网过程。由于并网时发电机本身无电压，因此并网时必会产生一个过滤过程，产生5～6倍于额定电流的冲击电流，引起电网电压瞬时下降，不过一般零点几秒的时间即可转入稳态。这种情况对大容量电网系统的影响不大，但是会影响小容量电网系统中的其他设备的正常运行，甚至影响到小容量电网系统的稳定与安全。这种并网方式适用于异步发电机容量在百千瓦级以下，且电网容量较大的场合。
图5-10 异步发电机直接并网
2）降压并网
降压并网是在发电机与电网之间串联电阻或电抗器，或者接入自耦变压器，以减小并网时的冲击电流和电网电压的下降幅度。发电机稳定运行时，将接入的元件迅速从电路中切出，以免消耗功率。这种并网方式经济性差，要增加电阻或电抗等元件，而且其投资成本随机组容量的增大而增加，适用于小容量的风力发电机组。
3）准同期并网和捕捉式准同步快速并网
当转速接近同步转速时，先用电容励磁，建立额定电压，然后对发电机的电压和频率进行调节和校正，使其与系统同步。当发电机的电压、频率、相位与系统一致时，将发电机投入电网运行。这种并网方式对系统电压的影响很小，适合于电网容量比风力发电机组容量稍大的情况。如果采用传统的步骤通过整步到同步并网，则需要高精度的调速器和整步、同期设备。捕捉式准同步快速并网是在频率变化中捕捉同步点，准确快速，对调速器的精度要求不高，可降低成本。
4）晶闸管软并网(https://www.daowen.com)
（1）发电机和系统之间通过双向晶闸管直接连接。
图5-11所示为发电机和系统之间通过双向晶闸管直接连接的晶闸管软并网。该并网方式是在发电机的定子和电网之间每相串入一只双向晶闸管，通过控制晶闸管的导通角度，将并网时的冲击电流限制在允许的范围内，从而使异步发电机平稳地并入电网。当风轮带动异步发电机的转速接近同步转速时，双向晶闸管的控制角在180°与0°之间逐渐打开，双向晶闸管的导通角也同时在0°与180°之间同步逐渐增大。在导通阶段开始时，异步发电机的转速小于同步转速，异步发电机是作为发动机运行的；随着转速的增加，转差率逐渐减小到零，此时双向晶闸管的导通角全部导通，并网过程结束。
图5-11 发电机和系统之间通过双向晶闸管直接连接的晶闸管软并网
（2）发电机和系统之间软并网过渡，零转差自动并网开关切换。
上述并网过程结束后，当发电机的转速与同步转速相同时，控制器发出信号，自动并网开关动作，常开触点闭合，由开关装置将晶闸管短接，异步发电机的输出电流不再经过双向晶闸管，而是通过已经闭合的自动并网开关触点流向电网。发电机并入电网后，应立即在发电机端并入功率因数补偿装置，将发电机的功率因数提高到0.95以上，并网过程结束。这种并网方式可以将冲击电流控制在1.5倍的额定电流以下，因此并网过程平稳。
晶闸管软并网是目前国内外中、大型风力发电机组普遍采用的并网方式。
3.双馈异步发电机的并网方式
目前，大型绕线型异步发电机——双馈异步发电机的并网方式采用了转子上接功率可双向流动的背靠背电力电子整流逆变装置，即交-直-交双向背靠背恒压源PWM。背靠背恒压源PWM由两个常规的PWM构成，是双向功率转换器，可以使定子频率与电网频率一致，同时控制机组输出的无功功率，如图5-12所示。
图5-12 双馈异步发电机的并网方式
双馈异步发电机并网运行时，定子三相绕组直接与电网连接，转子绕组接交-直-交背靠背电力电子逆变装置。双馈异步发电机的可调量有励磁电流的频率、幅值和相位。调节频率，可以保证变速运行时发出恒定频率的电能；调节幅值和相位，可以调节有功功率和无功功率。
我国使用的是50 Hz的工频电，一般采用4极双馈异步发电机。并网时发电机定子、转子的旋转磁场必须是相对静止的，因此要求转子的实际转速加上交流励磁产生的旋转磁场的转速等于定子旋转磁场的转速，即同步转速，否则无法并网。当励磁电流产生的旋转磁场的方向和转速的方向相同，并且励磁电流的频率低于电网频率时，双馈异步发电机会以低于同步转速的速度运行；当励磁电流产生的旋转磁场的方向和转速方向相反时，双馈异步发电机则以高于同步转速的速度运行。双馈异步发电机只需要将25％左右的功率通过转子与电网之间的电力电子逆变装置实现风力机的变速运行，就可以保持接入电网的频率恒定不变。