當平均風(fēng)速高于3m/s時(shí)，風(fēng)輪開(kāi)始逐漸起動(dòng)；風(fēng)速繼續升高，當v>4m/s時(shí)，機組可自起動(dòng)直到某一設定轉速，此時(shí)
發(fā)電機將按控制程序被自動(dòng)地聯(lián)入電網(wǎng)。一般總是小發(fā)電機先并網(wǎng)；當風(fēng)速繼續升高到7～8m/s，發(fā)電機將被切換到大發(fā)電機運行。如果平均風(fēng)速處于8～20m/s，則直接從大發(fā)電機并網(wǎng)。發(fā)電機的并網(wǎng)過(guò)程，是通過(guò)三相主電路上的三組晶閘管完成的。當
發(fā)電機過(guò)渡到穩定的發(fā)電狀態(tài)后，與晶閘管電路平行的旁路接觸器合上，機組完成并網(wǎng)過(guò)程，進(jìn)入穩定運行狀態(tài)。為了避免產(chǎn)生火花，旁路接觸器的開(kāi)與關(guān)，都是在晶閘管關(guān)斷前進(jìn)行的。
(一)大小發(fā)電機的軟并網(wǎng)程序
1)發(fā)電機轉速已達到預置的切人點(diǎn)，該點(diǎn)的設定應低于發(fā)電機同步轉速。
2)連接在發(fā)電機與電網(wǎng)之間的開(kāi)關(guān)元件晶閘管被觸發(fā)導通(這時(shí)旁路接觸器處于斷開(kāi)狀態(tài))，導通角隨發(fā)電機轉速與同步轉速的接近而增大，隨著(zhù)導通角的增大，發(fā)電機轉速的加速度減小。
3)當發(fā)電機達到同步轉速時(shí)，晶閘管導通角完全打開(kāi)，轉速超過(guò)同步轉速進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。
4)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)后，晶閘管導通角繼續完全導通，但這時(shí)絕大部分的電流是通過(guò)旁路接觸器輸送給電網(wǎng)的，因為它比晶閘管電路的電阻小得多。
并網(wǎng)過(guò)程中，電流一般被限制在大發(fā)電機額定電流以下，如超出額定電流時(shí)間持續3.0s，可以斷定晶閘管故障，需要安全停機。由于并網(wǎng)過(guò)程是在轉速達到同步轉速附近進(jìn)行的，這時(shí)轉差不大，沖擊電流較小，主要是勵磁涌流的存在，持續30～40ms。因此無(wú)需根據電流反饋調整導通角。晶閘管按照0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°、180°導通角依次變化，可保證起動(dòng)電流在額定電流以下。晶閘管導通角由0°大到180°完全導通，時(shí)間一般不超過(guò)6s，否則被認為故障。晶閘管完全導通1s后，旁路接觸器吸合，發(fā)出吸合命令1s內應收到旁路反饋信號，否則旁路投入失敗，正常停機。在此期間，晶閘管仍然完全導通，收到旁路反饋信號后，停止觸發(fā)，風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)入正常運行。
(二)從小發(fā)電機向大發(fā)電機的切換
為提高發(fā)電機運行效率，風(fēng)力發(fā)電機采用了雙速發(fā)電機。低風(fēng)速時(shí)，小發(fā)電機工作，高風(fēng)速時(shí)，大發(fā)電機工作。小發(fā)電機為6極繞組，同步轉速為1000r/min，大發(fā)電機為4極繞組，同步轉速1500r/min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(shí)功率參數為預置切換點(diǎn)。例如NEGMicon750kW機組以10min平均功率達到某一預置值P1或4min平均功率達到預置值P2為切換依據。采用瞬時(shí)功率參數時(shí)，一般以5min內測量的功率值全部大于某一預置值P1，或lmin內的功率全部大于預置P2值作為切換的依據。
執行小發(fā)電機向大發(fā)電機的切換時(shí)，首先斷開(kāi)小發(fā)電機接觸器，再斷開(kāi)旁路接觸器。此時(shí)，發(fā)電機脫網(wǎng)，風(fēng)力將帶動(dòng)發(fā)電機轉速迅速上升，在到達同步轉速1500r/min附近時(shí)，再次執行大小發(fā)電機的軟并網(wǎng)程序。
(三)大發(fā)電機向小發(fā)電機的切換
當發(fā)電機功率持續10min內低于預置值P3時(shí),或10min內平均功率低于預置值P4時(shí)，將執行大發(fā)電機向小發(fā)電機的切換。
首先斷開(kāi)大發(fā)電機接觸器，再斷開(kāi)旁路接觸器。由于發(fā)電機在此之前仍處于出力狀態(tài)，轉速在1500r/min以上，脫網(wǎng)后轉速將進(jìn)一步上升。由于存在過(guò)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，執行軟并網(wǎng)，由電網(wǎng)負荷將發(fā)電機轉速拖到小發(fā)電機額定轉速附近。只要轉速不超過(guò)超速保護的設定值，就允許執行小發(fā)電機軟并網(wǎng)。
由于風(fēng)力機是一個(gè)巨大的慣性體,當它轉速降低時(shí)要釋放出巨大的能量，這些能量在過(guò)渡過(guò)程中將全部加在小發(fā)電機軸上而轉換成電能，這就必然使過(guò)渡過(guò)程延長(cháng)。為了使切換過(guò)程得以安全、順利地進(jìn)行，可以考慮在大發(fā)電機切出電網(wǎng)的同時(shí)釋放葉尖擾流器，使轉速下降到小發(fā)電機并網(wǎng)預置點(diǎn)以下，再由液壓系統收回葉尖擾流器。稍后，發(fā)電機轉速上升，重新切人電網(wǎng)。國產(chǎn)FD23—200/40kW風(fēng)力發(fā)電機組便是采用這種方式進(jìn)行切換的。NEGMicon750/200kW風(fēng)力發(fā)電機組也是采用這種方式進(jìn)行切換的。
(四)電動(dòng)機起動(dòng)
電動(dòng)機起動(dòng)是指風(fēng)力發(fā)電機組在靜止狀態(tài)時(shí)，把發(fā)電機用作電動(dòng)機將機組起動(dòng)到額定轉速并切人電網(wǎng)。電動(dòng)機起動(dòng)目前在大型風(fēng)力發(fā)電機組的設計中不再進(jìn)入自動(dòng)控制程序。因為氣動(dòng)性能良好的槳葉在風(fēng)速v>4m／s的條件下即可使機組順利地自起動(dòng)到額定轉速。
電動(dòng)機起動(dòng)一般只在調試期間無(wú)風(fēng)時(shí)或某些特殊的情況下，比如氣溫特別低，又未安裝齒輪油加熱器時(shí)使用。電動(dòng)機起動(dòng)可使用安裝在機艙內的上位控制器按鈕或是通過(guò)主控制器鍵盤(pán)的起動(dòng)按鈕操作，總是作用于小發(fā)電機。發(fā)電機的運行狀態(tài)分為發(fā)電機運行狀態(tài)和電動(dòng)機運行狀態(tài)。發(fā)電機起動(dòng)瞬間，存在較大的沖擊電流(甚至超過(guò)額定電流的10倍)，將持續一段時(shí)間(由靜止至同步轉速之前)，因而發(fā)電機起動(dòng)時(shí)需采用軟起動(dòng)技術(shù)，根據電流反饋值，控制起動(dòng)電流，以減小對電網(wǎng)沖擊和機組的機械振動(dòng)。電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)間不應超出60s，起動(dòng)電流小于小發(fā)電機額定電流的3倍。
