當(dāng)平均風(fēng)速高于3m/s時，風(fēng)輪開始逐漸起動；風(fēng)速繼續(xù)升高，當(dāng)v>4m/s時，機組可自起動直到某一設(shè)定轉(zhuǎn)速，此時
發(fā)電機將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(dāng)風(fēng)速繼續(xù)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)過程，是通過三相主電路上的三組晶閘管完成的。當(dāng)
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合上，機組完成并網(wǎng)過程，進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。為了避免產(chǎn)生火花，旁路接觸器的開與關(guān)，都是在晶閘管關(guān)斷前進行的。
(一)大小發(fā)電機的軟并網(wǎng)程序
1)發(fā)電機轉(zhuǎn)速已達到預(yù)置的切人點，該點的設(shè)定應(yīng)低于發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速。
2)連接在發(fā)電機與電網(wǎng)之間的開關(guān)元件晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通(這時旁路接觸器處于斷開狀態(tài))，導(dǎo)通角隨發(fā)電機轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速的接近而增大，隨著導(dǎo)通角的增大，發(fā)電機轉(zhuǎn)速的加速度減小。
3)當(dāng)發(fā)電機達到同步轉(zhuǎn)速時，晶閘管導(dǎo)通角完全打開，轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速進入發(fā)電狀態(tài)。
4)進入發(fā)電狀態(tài)后，晶閘管導(dǎo)通角繼續(xù)完全導(dǎo)通，但這時絕大部分的電流是通過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，如超出額定電流時間持續(xù)3.0s，可以斷定晶閘管故障，需要安全停機。由于并網(wǎng)過程是在轉(zhuǎn)速達到同步轉(zhuǎn)速附近進行的，這時轉(zhuǎn)差不大，沖擊電流較小，主要是勵磁涌流的存在，持續(xù)30～40ms。因此無需根據(jù)電流反饋調(diào)整導(dǎo)通角。晶閘管按照0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°、180°導(dǎo)通角依次變化，可保證起動電流在額定電流以下。晶閘管導(dǎo)通角由0°大到180°完全導(dǎo)通，時間一般不超過6s，否則被認為故障。晶閘管完全導(dǎo)通1s后，旁路接觸器吸合，發(fā)出吸合命令1s內(nèi)應(yīng)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(dǎo)通，收到旁路反饋信號后，停止觸發(fā)，風(fēng)力發(fā)電機組進入正常運行。
(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，小發(fā)電機工作，高風(fēng)速時，大發(fā)電機工作。小發(fā)電機為6極繞組，同步轉(zhuǎn)速為1000r/min，大發(fā)電機為4極繞組，同步轉(zhuǎn)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功率參數(shù)為預(yù)置切換點。例如NEGMicon750kW機組以10min平均功率達到某一預(yù)置值P1或4min平均功率達到預(yù)置值P2為切換依據(jù)。采用瞬時功率參數(shù)時，一般以5min內(nèi)測量的功率值全部大于某一預(yù)置值P1，或lmin內(nèi)的功率全部大于預(yù)置P2值作為切換的依據(jù)。
執(zhí)行小發(fā)電機向大發(fā)電機的切換時，首先斷開小發(fā)電機接觸器，再斷開旁路接觸器。此時，發(fā)電機脫網(wǎng)，風(fēng)力將帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)速迅速上升，在到達同步轉(zhuǎn)速1500r/min附近時，再次執(zhí)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(dāng)發(fā)電機功率持續(xù)10min內(nèi)低于預(yù)置值P3時,或10min內(nèi)平均功率低于預(yù)置值P4時，將執(zhí)行大發(fā)電機向小發(fā)電機的切換。
首先斷開大發(fā)電機接觸器，再斷開旁路接觸器。由于發(fā)電機在此之前仍處于出力狀態(tài)，轉(zhuǎn)速在1500r/min以上，脫網(wǎng)后轉(zhuǎn)速將進一步上升。由于存在過速保護和計算機超速檢測，因此，應(yīng)迅速投入小發(fā)電機接觸器，執(zhí)行軟并網(wǎng)，由電網(wǎng)負荷將發(fā)電機轉(zhuǎn)速拖到小發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速附近。只要轉(zhuǎn)速不超過超速保護的設(shè)定值，就允許執(zhí)行小發(fā)電機軟并網(wǎng)。
由于風(fēng)力機是一個巨大的慣性體,當(dāng)它轉(zhuǎn)速降低時要釋放出巨大的能量，這些能量在過渡過程中將全部加在小發(fā)電機軸上而轉(zhuǎn)換成電能，這就必然使過渡過程延長。為了使切換過程得以安全、順利地進行，可以考慮在大發(fā)電機切出電網(wǎng)的同時釋放葉尖擾流器，使轉(zhuǎn)速下降到小發(fā)電機并網(wǎng)預(yù)置點以下，再由液壓系統(tǒng)收回葉尖擾流器。稍后，發(fā)電機轉(zhuǎn)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行切換的。NEGMicon750/200kW風(fēng)力發(fā)電機組也是采用這種方式進行切換的。
(四)電動機起動
電動機起動是指風(fēng)力發(fā)電機組在靜止?fàn)顟B(tài)時，把發(fā)電機用作電動機將機組起動到額定轉(zhuǎn)速并切人電網(wǎng)。電動機起動目前在大型風(fēng)力發(fā)電機組的設(shè)計中不再進入自動控制程序。因為氣動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到額定轉(zhuǎn)速。
電動機起動一般只在調(diào)試期間無風(fēng)時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使用。電動機起動可使用安裝在機艙內(nèi)的上位控制器按鈕或是通過主控制器鍵盤的起動按鈕操作，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)和電動機運行狀態(tài)。發(fā)電機起動瞬間，存在較大的沖擊電流(甚至超過額定電流的10倍)，將持續(xù)一段時間(由靜止至同步轉(zhuǎn)速之前)，因而發(fā)電機起動時需采用軟起動技術(shù)，根據(jù)電流反饋值，控制起動電流，以減小對電網(wǎng)沖擊和機組的機械振動。電動機起動時間不應(yīng)超出60s，起動電流小于小發(fā)電機額定電流的3倍。
