第３４卷第３期 ２０１６年３月 可再生能塬 Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｍｙ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２０１６ 小型风力机电能质量评价指标及 影响因素研究 孙凯 ，温彩凤 ，－，汪建文 ｒ，张建勋 ０１００５１；２．风能太阳能利用技术省部共建 ０１００５１） （１．内蒙古工业大学能源与动力工程学院，内蒙古呼和浩特教育部重点实验室。内蒙古呼和浩特摘要：文章以一系列小型风力发电机为研究对象，拟采用以ＤＨ５９０２为主的数据采集分析系统对其电信号数 据进行采集并依据ＩＥＣ标准和国家标准计算其电能质量指标，研究预得到电能质量评价指标和其影响因素，为 改善小型永磁风力发电机电能质量提供切实依据。研究表明：风力发电机低转速超负荷运行易引起电压波动和 偏差、频率偏差和功率因数下降，然而转速过高易造成三相不平衡度增大，故在风机转速的同时优化负荷 是提升电能质量的必要举措：再者，电能质量各指标受槽形和每极每相槽数影响较大，优化齿槽结构对提升发 电机电能质量较为重要；此外，发电机绝缘老化和退磁使得气隙磁场谐波含量增大，会导致谐波畸变、电压偏 差、频率偏差等多项电能质量指标恶化。 关键词：小型风力发电机；电能质量；评价指标；影响因素 中图分类号：ＴＭ６１４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１～５２９２（２０１６）０３—０３９５—０６ Ｏ引言 １小型风力发电机电参数采集 本文以ＴＬ一３００Ｗ、ＴＬ一４００Ｗ、ＴＬ一５００Ｗ、ＴＬ一 小型风力发电机多采用永磁发电机。永磁发 电机结构改进方面的研究表明，在长时间运行后， 发电机易出现较严重的退磁和效率降低问题，使 得输出电能质量下降，甚至严重偏离国家标准，无 法达到用户用电要求。故研究小型风力发电机电 能质量的评价指标及影响因素是提高风力发电机 组性能的切实举措和捷径，其意义重大【 １．ｆ２１。 纵观国内外研究，大多学者仅对并网型风力 发电机组开展电能质量评价研究，并未针对离网 型风电机组提出电能质量评价的具体方案。而并 网型机组电能质量的优化多为控制策略或逆变器 设计方案的改进，没有对发电机性能做深人研究， 而且未详实分析一种或几种发电机内部特征导致 的电能质量问题［３］ 。针对国内外研究存在的问题 ６００Ｗ、ＨＹ一４００Ｗ、ＢＹ一８００Ｗ（字母为厂家代号）６ 台４个系列典型永磁发电机为测试对象，其对比 见表１ 表１测试用永磁发电机对比 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｄｉｓｔｉｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ 以及局限性．本文以一系列典型永磁风力发电机 组为主要研究对象．参考ＩＥＣ标准和国家标准及 本研究采用配有霍尔电流传感器和桥式电压 传感器的ＤＨ５９０２数据采集分析系统及其系统软 件。测量电流范围为一５０～５０ Ａ．测量电压范围为一 １５０～１５０ Ｖ．可以满足对发电机电参数的采集要 求。此外还有Ｆｌｕｋｅ １９０示波表、ｌＦｕｋｅ Ｎｏｒｍａ 并网型风电系统的电能质量评价方法，确定了离 网型风电机组的电能质量评价具体指标，旨在分 析多因素耦合与单一因素对电能质量造成影响的 差异，并开展针对性的实验研究，根据实验结果提 出提升电能质量的应对策略。 收稿日期：２０１６—０１—１１。 ５ ０００功率分析仪等数据辅助采集分析设备和配 基金项目：内蒙古工业大学风能太阳能教育部重点实验室资助项目（Ｎ０２０１４１０）；内蒙古自治区自然科学基金资助项目（２０１５ＢＳ０５０２）。 作者简介：孙凯（１９９０一），男，研究生，研究方向为风力发电机电能质量优化。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｋａｉ１６８８８８８＠１６３∞ ·３９５· 可再生能源 有ＺＷ３４３２Ｂ三相电量表的交流智能阻感可调测 试负载箱。应用以上设备可实现对发电机电压、电 流、频率、功率等参数的实时监测、波形显示、数据 存储和分析。 １．１设备及条件 测试过程在内蒙古工业大学“风能太阳能利 用技术省部共建教育部重点实验室”流动测试及 优化匹配实验室进行，将风轮与永磁发电机分离， 并采用变频器调节电动机转速的方法拖动发电机 运行。 １．２测试方案 为了采集各小型风力发电机电信号数据，将 各发电机固定于发电机综合性能测试专用实验台 架，通过传动比为１：ｌ的轴传动机构联接至电动 机，控制变频器频率以调节电动机转速进而控制 发电机转速。先确定发电机可正常出力且不高于 电动机额定转速的实验转速范围，取若干等间距 转速值为采集点。选取交流负载大小须先在各转 速下取阻性负载较大值（并投适量感性负载用于 保护），保证电动机可以拖动发电机稳定转动至少 １０ ｍｉｎ，由于负载箱的智能控制和散热性佳该过 程负载恒定，即为阻性负载最大值；选取负载箱量 程最小值为负载阻值最小值（投入适量感性负 载）。在以上负载值范围内开展实验研究。 从小型风力发电机引出三相交流电。先经过 数据采集系统，包括。ＤＨ５９０２数据采集系统（采集 电信号波形图并分析）、Ｆｌｕｋｅ Ｎｏｒｍａ ５０００功率分 析仪（采集有功、无功功率、频率和功率因数等）以 及Ｆｌｕｋｅ １９０示波表（采集电压波形图和谐波分 析图等），然后将三相电接人交流负载箱。实验系 统框图见图１。 ３８０Ｖ／５０Ｈｚ ２２０Ｖ／５０Ｈｚ 图１测试系统框图 Ｆｉｇ．１ Ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ·３９６· ２小型风力机电能质量指标及其测量与计算 ２．１电能质量指标的确定 参考ＩＥＣ６１０００—３—１４《干扰装置连接至低压 电力系统时所致谐波、问谐波、电压波动及电压失 衡的辐射限值评估》等ＩＥＣ标准和ＧＢ／Ｔ２０３２０— ２０１３（风力发电机组电能质量测量和评估方法》等 国家标准及国内外并网型风电系统的电能质量评 价方法，将电流和电压波形畸变、电压波动、电压 偏差、三相电压不平衡度、有功和无功功率以及频 率偏差等作为离网型小型风力发电机组的电能质 量评价指标。本文将结合各类标准及相关研究给 出适用于该类发电机的电能质量指标测量计算方 法［７３－［砌。 ２．２指标的测量与计算 计算电压和电流总谐波畸变率，在数据分析 系统中，采用Ｈａｍｍｉｎｇ窗函数的Ｆ Ｆ１１变换对任一 测量周期谐波分析，求得该测量周期电压和电流 数据的前５０次谐波有效值，参考ＧＢ／Ｔ １４５４９— １９９３（电能质量公用电网谐波》中电压、电流总谐 波畸变率ＴＨＤ 和ＴＨＤｉ公式，计算不重叠的ｌＯ个 测量周期的谐波畸变率，并取其平均值为测量值。 计算电压变动，在１０ ｍｉｎ的电压波形曲线上 随机选取ｌ０个相邻但不重叠的测量时间窗口．每 个窗口为５个周期，每半个周期计算一次方均根 值得到方均根值曲线。选取各曲线ＡＵ较大值为 测量值，并参考ＧＢ／Ｔ １２３２６—２００８（电能质量电压 波动和闪变》，由测量值的平均值计算电压变动ｄ （％）来衡量电压波动。 ０量电压偏差，首先以ｌ０周波基本测量时间 窗口获得电压方均根值．取１０个不重叠的测量时 间窗口，读取并计算各窗口电压方均根值的平均 值为测量值，根据ＧＢ／Ｔ １２３２５—２００８《电能质量 供电电压偏差》计算得到电压偏差值。 根据ＧＢ／Ｔ １５５４３—２００８（电能质量三相电压 允许不平衡度》，三相电压不平衡以负序不平衡度 和零序不平衡度 啪衡量。根据选定测量周期 信号的谐波分析，采用Ｈａｍｍｉｎｇ窗函数的ＦＦＴ变 换，读取各相电压基波信号的幅值和相位，计算该 测量周期下的负序和零序不平衡度。取不重叠的 １Ｏ个测量周期的负序和零序不平衡度平均值为 测量值。 风力发电机组的有功和无功功率关系可由功 孙凯。等 小型风力机电能质量评价指标及影响因素研究 率因数ｃｏｓ（＃衡量，即ｃｏｓ 可作为电能质量的评 价指标之一。在连续采集１０ ｍｉｎ的数据中，读取 ｌ０个问隔相同时间点处的ｃｏｓ 值，求其平均值 为测量值。 设定发电机各转速下不同负载的电压基波频 率的平均值即为系统标称频率。定义频率偏差比 为频率偏差与系统标称频率之比。测量每一负载 下的电信号频率偏差，并计算频率偏差比，根据偏 差比的最大值来作为测量值。 ３测试结果对比分析 通过多个系列小型风力发电机电信号波形的 采集，以及相关数据分析软件对采集数据的频谱 特性的分析处理．发电机齿槽结构、局部退磁和绝 缘老化、超负荷运行等因素对电能质量指标的影 响逐渐显现，并可由具体的数据对比直观展示。 ３．１谐波畸变 鉴于影响电能质量因素的复杂多变，为削弱 甚至消除次要因素的影响，在负载值一定的情况 下。对比谐波畸变率随转速变化情况。各系列发电 机电压和电流谐波畸变率实验结果见图２。 ＴＬ一３００Ｗ ＴＬ－４００Ｗ ＴＬ一５０ｏＷ ＴＬ一６００Ｗ ＢＹ一８００Ｗ ＨＹ一４００Ｗ ３００ ４００ ５００ ６００ ７００ ８００ ９００ １０００ １１００１２００ １ ３００ ｎｌｒ·ｍｉｎ一 （ａ）ＴＨＤ ＴＬ－３００Ｗ ＴＬ－４００Ｗ ＴＬ一５０ｏＷ ＴＬ一６００Ｗ ＢＹ一８００Ｗ ＨＹ一４００Ｗ ３００ ４Ｕ０ ５ｕＬＪ ６００ ７００ ８００ ９【儿Ｊ ｌＯ００ ＪＪＵＵ１ ２００ ｌ ｕＵ ｎｌｒ·ｒａｉｎ一 （ｂ）ＴＨＤ。 图２ 电压和电流谐波畸变实验结果 Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ 图２表明，对于ＴＨＤ 和ＴＨＤｉ，各系列发电机 随转速变化均未出现较大波动，同一系列或不同 系列之间均存在一定程度差异。系列３（ＨＹ一 ４００Ｗ）的ＴＨＤ，，和ＴＨＤ 分别较系列２（ＴＬ一４００Ｗ） 降低３６．２％和８１．３％，由于系列３发电机的起动 力矩较小，即ｑ＝ｂ＋ｅ／２ｐ中ｅ较小，每相完全对准 其所应对准的定子槽数较少。可见极对数和齿槽 数通过影响每极每相槽数口对发电机内永磁体磁 极的气隙磁场产生影响，并使得存在绝缘老化和 退磁的系列２发电机的ＴＨＤ 和ＴＨＤｉ值不升反 降，说明了齿槽结构对谐波畸变影响的重要性。 对比系歹Ｕ １（ＴＬ～３００Ｗ，ＴＬ一５００Ｗ，ＴＬ一６００Ｗ） 的ＴＬ一３００Ｗ和系列２，受绝缘老化和退磁影响 ＴＨＤ 由约１．９５％ｔ￣至约２．７１％，ＴＨＤｉ由约１．９７％ 增至约３．００％，增幅分别为３９．Ｏ％和５２．３％。一般 造成谐波畸变率增大的主要原因是发电机内永磁 体磁极的气隙磁场产生电压电流波形中谐波含量 的增大：而系列２长时间超温升运行，易造成发电 机绝缘老化增加涡流损失，反复充、退磁易造成永 磁体不可回复性退磁而降低其剩磁。这些因素在 一定程度上影响了气隙磁场的气隙磁密而造成上 述结果。 ３．２电压波动情况 根据实验结果，各发电机电压波动随转速升 高的变化趋势如图３所示。 图３电压变动实验结果 Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ 从图３中对比各系列发电机，在４００～５００ ｒ／ａｒｉｎ内电压波动随转速增大，５００ ｒ／ｍｉｎ时达到最 大值，然后随转速增大ｄ值大幅减小。系列２发电 机ｄ值由１ ２００ ｒ／ｍｉｎ到５００ ｒ／ｍｉｎ降低了８１．８％。 就理论分析而言，谐波不引起电压波动，频率为系 统频率非整数倍的谐波分量称为问谐波．其含量 直接影响电压波动。随着发电机输出电压升高，气 隙磁场间谐波对电压波动的影响减弱，因而低转 ·３９７· 可再生能源 速时的超负荷运行会增大电压波动。 系列１的ＴＬ一６００Ｗ在１ ０００ ｒ／ｍｉｎ时电压变 动为６．０１２％，而采用斜肩圆底槽的系列４发电机 蓬 粤 负序不对称度。由于在风力发电机组电信号中一 ２ ２ １ ｌ １ ｌ Ｏ Ｏ Ｏ ０ ∞ ∞ ∞ 如 ∞ 般零序分量对＝－Ｎ不平衡影响较大，零序不平衡 度可作为判断三相电压不平衡的主要依据。 图５为零序和负序不平衡度的测试结果。图 ５（ａ）中各系列发电机的 啪随着转速升高而增 大，系列４从４００ ｒ／ｒａｉｎ时１．６４％升高到１ ２００ ｒ／ 仅为１．８８２％，降幅达６８．７％。系列３与系列４ （ＢＹ一８ｏｏｗ）￣Ｎ比，虽绝缘和老化一定程度改善电 压波动，但１ ０００ ｒ／ｍｉｎ时系列３仍较系列ｌ的ｄ 值高５５．８～９７．８％，因此槽形不同可明显降低气隙 ａｒｉｎ时的２．４５％，幅度为４９．４％。转速升高使得三 磁密间谐波含量以改善电压波动。其影响程度已 超越退磁和绝缘老化。 由于气隙磁密一定的发电机谐波源稳定，而 退磁和绝缘老化可导致气隙磁场谐波含量增大而 间谐波含量相对减小。故图３中１ ０００ ｒ／ｍｉｎ时系 列２的ｄ值较系列１的ＴＬ一３００Ｗ降低５１．０％。 ３－３电压偏差情况 根据转速升高时测得的不同系列发电机电压 偏差的差异得到图４ ３００ ４００ ５００ ６００ ７００ ８００ ９００ ｌ ０００ １ １００ｌ２００ Ｉ ３００ 转速／ｒ·ｒａｉｎ 图４电压偏差实验结果 Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ 根据图４的电压偏差实验结果．随转速升高 电压偏差呈现降低趋势，系列２由４００ ｒ／ａｒｉｎ时的 ２．０２７％降低为１ ２００ ｒ／ｍｉｎ时的０．２２９％，降幅为 ８８．７％，且下降速度逐渐放缓。低转速运行较高转 速运行的电压偏差显著增大，表明超负荷运行下 发电机温升短时间内过大使得永磁体磁综合性能 下降，磁场相电势输出产生一定偏差 图４还揭示系列２和系列３均出现较大电压 偏差，尤其１ ０００ ｒ／ｍｉｎ时系列２较系列１的ＴＬ一 ３００Ｗ增大约２．６５倍．且由于反复充、退磁易造成 永磁体不可回复性退磁，系列２和系列３内部磁 场出现不同程度的局部退磁。使得磁场旋转过程 中局部磁通量减少．电压偏差增大。 ３．４三相电压不平衡 为减弱负载三相不对称对实验结果的影响， 选择同一负载对比不同转速下三相电压的零序和 ·３９８· 相不平衡度持续增大．表明发电机应控制在一定 转速区间内运行，超过一定转速会导致发电机温 升过高而不平衡程度加剧。图５（ｂ）中￡ 也随转 速上升而小幅增大，但均小于１．２％，较为正常。 图５（ａ）揭示系列１中发电机随着每极每相 槽数ｑ变化零序不平衡度也在变化。１ ０００ ｒ／ｍｉｎ 时ＴＬ＇３００Ｗ较ＴＬ一６００Ｗ降低约３０．９％。可见不 同齿槽结构可以影响永磁体各相电势漏磁通的大 小，进而导致三相不平衡程度的差异 ＴＬ一３００Ｗ ＴＬ一４００Ｗ ＴＬ一５０ｏＷ １１，６ｏ０Ｗ ＢＹ一８００Ｗ ＨＹ一４００Ｗ ３００ ４００ ５００ ６００ ７００ ８００ ９ｏ０ １ ｏｏ０ １ １００ｌ２００ ｌ ３００ ｎｌｒ·ｒａｉｎ一 （ａ）零序不平衡度 ＴＬ一３００Ｗ ＴＬ一４００Ｗ ＴＬ－５００Ｗ 礼一６００Ｗ ＢＹ－８００Ｗ ＨＹ－４００Ｗ ３００ ４００ ５００ ６００ ７００ ８００ ９００ １ ０００ １ １００１ ２００ １ ３００ ｎ／ｒ·ｍｉｎ一 （ｂ）负序不平衡度 图５电压三相不平衡度实验结果 Ｆｉｇ．５ Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｕｎｂａｌａｎｃｅ 同时，系列２与系列１的ＴＬ一３００Ｗ相比 Ｕ。 增大３３．１％，与其不可逆退磁导致的磁导体涡流 损失增大和局部剩磁过低有关。 ３．５功率因数 为消除阻性负载和感性负载含量对功率因数 的影响．保持负载一定对比ｃｏｓｑ￣随转速的变化的 孙凯。等 小型风力机电能质量评价指标及影响因素研究 结果如图６所示。 ＴＬ一３００Ｗ ＴＬ—４ＯＯＷ ＴＬ一５００Ｗ ＴＬ一６００Ｗ ＢＹ一８００Ｗ ＨＹ一４ｏＯＷ ３００ ４ｏ０ ５ｏｏ ６００ ７ｏｏ ８００ ９００ ｌｏｏ０１１００ｌ２ｏ０１ ３００ ｎ／ｒ·ｒａｉｎ一 图６功率因数实验结果 Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ 据图６得各系列发电机随转速增大功率因数 呈现连续增长趋势，而增速逐渐放缓。系列４从转 速为４００ ｒ／ｍｉｎ时ｃ０ｓ 为０．７５２增长到１ ２００ ｒ／ｍｉｎ 时的０．９５２，提高约２６．６％。永磁发电机在低转速 下运行时，总视在功率的降低使得感性负载对功 率因数的影响增大，这表明超负荷运行对风力发 电机组产生足够有功功率是较为不利的。 在４００ ｒ／ｍｉｎ时图６中同系列发电机较ＴＬ一 ５００Ｗ功率因数高约１０％，其极对数和齿槽数决 定的每极每相槽数ｑ的变化提高了其输出的有功 功率。 ３．６频率偏差情况 以频率偏差比作为衡量频率存在偏差大小的 度量，其随转速增大存在的变化规律如图７所示。 转速／ｒ·ａｒｉｎ 图７频率偏差比实验结果 Ｆｉｇ．７ Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ 由图７可知。频率偏差比随转速升高逐渐减 小，尤以系列ｌ的ＴＬ一５００Ｗ和ＴＬ一６００Ｗ、系列 ２、系列４发电机低于８００ ｒ／ｍｉｎ时随转速升高变 化较为明显。系列２发电机自４００ ｒ／ａｒｉｎ时的 ２．０２％降至１ ２００ ｒ／ｍｉｎ时的０．１６％，降幅为 ９２．１％。表明超负荷运行易造成以上系列发电机 频率偏差增大，运行中应尽量避免其在８００ ｒ／ｍｉｎ 以下工况下运行。 低转速４００ ｒ／ｍｉｎ时，系列２与系列３相比频 率偏差比增大约２倍，而系列２较系列１的ＴＬ一 ３００Ｗ增大１．４９倍，ｑ的变化和绝缘和退磁老化 影响了发电机转速的稳定性．进而对频率偏差造 成影响。 ４结论 通过实验测试的方法对小型风力发电机电能 质量指标和影响因素开展研究．根据国家标准和 ＩＥＣ标准保证了实验结果处理分析的可靠性。通 过分析总结得到如下结论。 ①提高发电机转速或减少负荷均可减小电压 波动和偏差及频率偏差比，最高可分别减少 ８１．８％，８８．７％和９２．１％，然而三相不平衡度却因此 增大。因此避免风力机超负荷运行的同时，应防止 转速过高，以优化电能质量。 ②改善每极每相槽数ｑ可降低ＴＨＤ 和 ＴＨＤｉ，并减弱电压不平衡和频率偏差。采用斜肩 圆底槽较梨形槽电压波动可优化约６８．７％，表明 齿槽结构的优化对于提升电能质量效果显著。 ③绝缘老化和退磁，不但恶化谐波畸变和导 致三相不平衡，更主要是对电压偏差和频率偏差 影响严重，使得电压偏差提高约２．６５倍，低转速 时频率偏差增大约１．４９倍。 参考文献： ［１】苏绍禹，高红霞．永磁发电机机理、设计及应用［Ｍ】．北 京：机械工业出版社。２０１２．１—３． 【１］ Ｓｕ Ｓｈａｏｙｕ，Ｇａｏ Ｈｏｎｇｘｉａ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，Ｄ ｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ【ｎ１． Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｐｒｅｓｓ，２０１２，１－３． ［２］林洋．风能与风力发电［Ｊ］．黑龙江科学，２０１３（１０）：１１１． 【２］Ｌｉｎ Ｙａｎｇ．Ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ［Ｊ】．Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１３（１０）：１１１． ［３］温彩凤，汪建文，代元军，等．永磁发电机在离网型风 电系统中运行特性的测试分析【Ｊ］．中国测试，２０１１ （５）：６３—６７． 【３］ Ｗｅｎ Ｃａｉｆｅｎｇ，Ｗａｎｇ Ｊｉａｎｗｅｎ，Ｄａｉ Ｙｕａｎｊｕｎ，ｅｔ ａ１． Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｒｕｎｎｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｉｎ ｏｆｆ—ｇｒｉｄ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｔｅｓｔ，２０１１（５）：６３— ６７． ［４］ Ｗｅｎ Ｃａｉｆｅｎｇ，Ｗａｎｇ Ｊｉａｎｗｅｎ，Ｄａｉ Ｙｕａｎｊｕｎ．ｅｔ ａ１． ·３９９· 可再生能源 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｌａｄｄｅｒ—ｔｙｐｅ ｓｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｌｅａｓｉｎｇ ２０１６３４（３） ，ｕｎｂａｌａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｓ ｅｎｅｒｇｙ ｆｏｒ ｏｆｆ－ ｄ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ【Ａ１．２０１０ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｃ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｏ ＬＶ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ（２０１３）［Ｓ１． ＩＥＣ ６１０００—３－３，Ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｈａｎｇｅｓ，ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ【Ｃ］．Ｗｕｈａｎ：ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｏｃｉｅｔｙ， ２０１０：５１２５—５１２７． ｌｆｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｆｌｉｃｋｅｒ ｉｎ ｐｕｂｌｉｃ ｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍｓ．ｆｏｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｒａｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ≤１６ Ａ ｐｅｒ 【５】Ｔｈａｎｈ Ｈａｉ Ｎｇｕｙｅｎ，Ｄｏｎｇ Ｃｈｏｏｎ Ｌｅｅ，Ｓｅｕｎｇ Ｈｏ Ｓｏｎｇ， ｅｔ ａ１．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｆｏｒ ＰＭＳＧ ｗｉｎｄ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｎｏｔ ｓｕｂｊｅｃｔ ｔｏ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ（２０１３） 【ｓ］． ｔｕｒｂｉｎｅ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ａ］．ＥＣＣＥ ２０１０－Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ［Ｃ］． ＧＢ／Ｔ ２０３２０～２０１３。风力发电机组电能质量测量和评 Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ：ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１０：２７６３— 估方法［Ｓ】． ２７７０． ＧＢ／Ｔ ２０３２０—２０１３，Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ 【６】Ａ Ｔａｓｃｉｋａｒａｏｇｌｕ，Ｍ Ｕｚｕｎｏｇｌｕ，Ｂ Ｖｕｒａｌ，ｅｔ ａ１．Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｓｙｓｔｅｍ【ｓ１． ｗｉｔｈ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｌｅｇａｌ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ：Ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｉｎ Ｗｅｎｘｉａｎ Ｙａｎｇ，Ｓｕｎｎｙ Ｗ Ｔｉａｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ａ ｐｏｗｅｒ Ｔｕｒｋｅｙ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ，２０１１（８８）：１８６４－１８７２． ｑｕａｌｉｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｗｉｎｄ 【７】ＩＥＣ ６１０００－３—１４，Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ ｔｕｒｂｉｎｅｓ［Ｊ］．Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ，２０１５（７５）：ｔ８７—１９８． ｈａｒｍｏｎｉｃｓ，ｉｎｔｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｓ，ｖｏｈａｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｆ０ｒ ｓｍａｌｌ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ Ｓｕｎ Ｋａｉ ，Ｗｅｎ Ｃａｉｆｅｎｇ ，Ｗａｎｇ Ｊｉａｎｗｅｎ ，Ｚｈａｎｇ Ｊｉａｎｘｕｎ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｏｈｈｏｔ ０１００５ １。Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＷｉｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍｉｎｉｓｔｙｒ ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｈｏｈｈｏｔ ０１００５１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｏｒｄｅｒ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｓｍａｌｌ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ．Ｔｈｅ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ＤＨ５９０２ ｉｓ ａｄｏｐｔ ｔｏ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄａｔａ，ａｎｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ＩＥＣ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｗｏｕｌｄ ｇｉｖｅ ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ，ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｃａｎ ｂｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｍａｌｌ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ．Ｉｔ ｈａｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｏｗ ｓｐｅｅｄ ｏｒ ｏｖｅｒｌｏａｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃａｎ ｌｅａｄ ｔｏ ｖｏｌｔａｇｅ ｌｆｕｃｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｄｒｏｐｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｓｐｅｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｌｓｏ ｅａｓｉｌｙ ｌｅａｄ ｔｏ ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｉｍｂａｌａｎｃｅ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｌｉｍｉｔｅｄ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｌｏａｄ ｉｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ， ｔｈｅ ｓｌｏｔｔｅｄ ｐｒｏｆｉｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐｅｒ ｐｏｌｅ ｐｅｒ ｐｈａｓｅ ｓｌｏｔｓ ｈａｓ ｌａｒｇｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｅａｃｈ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ，ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｃｏｇｇｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ａｇｅｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｇａｐ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｖｅ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｒｆｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｈａｖｅ ｗｏｒｓｅｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｌｌ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ；ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘｅｓ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ
