1、風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)影響的研究摘 要風(fēng)力發(fā)電作為一種綠色能源有著改善能源結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)環(huán)保等方面的優(yōu)勢，也是未來能源電力發(fā)展的一個(gè)趨勢，但風(fēng)力發(fā)電技術(shù)要具備與傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)相當(dāng)?shù)母偁幜?，還存在一些問題有待解決，本文從風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響入手，總結(jié)了風(fēng)電網(wǎng)并入電網(wǎng)主要面臨的一些技術(shù)問題，如風(fēng)力發(fā)電場的規(guī)模問題，對電能質(zhì)量的影響，對穩(wěn)定性的影響，對保護(hù)裝置的影響等，然后針對這些技術(shù)問題，提出了一些解決方案及措施。并介紹了一些新的措施，以建設(shè)我國具有自主產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)。關(guān)鍵詞: 風(fēng)力發(fā)電，電能質(zhì)量，穩(wěn)定性，解決方案目 錄摘要.1第一章 風(fēng)力發(fā)電的歷史與發(fā)展.41.1 風(fēng)力發(fā)電的意義.41.2 世界風(fēng)力發(fā)電的

2、發(fā)展?fàn)顩r.41.3 中國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r.5第二章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng).62.1 風(fēng)力發(fā)電的原理.62.2 恒速恒頻發(fā)電系統(tǒng).62.3 變速恒頻發(fā)電系統(tǒng).62.3.1 不連續(xù)變速系統(tǒng).72.3.2 連續(xù)變速系統(tǒng).72.3.3 變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn).82.3.4 變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).8功率控制系統(tǒng).93.1 異步發(fā)電機(jī).93.2 整流裝置.93.2 1 整流電路的選擇策略.93.2.2 穩(wěn)壓電路的選擇策略.103.2.3 逆變電路的選擇策略.113.3 控制系統(tǒng).11風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響.124.1 對電能質(zhì)量的影響.124.1.1影響.124.1.2 解決措施.124.2 對電網(wǎng)穩(wěn)定性的

3、影響.134.2.1 影響.134.2.2解決措施.134.3對保護(hù)裝置的影響.144.3.1影響.144.3.2 解決措施.144.4電壓穩(wěn)定性.14風(fēng)電場對策.155.1無功控制 有功調(diào)度.155.2 低壓穿越.155.3風(fēng)電功率預(yù)測技術(shù).15結(jié)語.17參考文獻(xiàn).18附錄.19第一章 風(fēng)力發(fā)電的歷史與發(fā)展1.1 風(fēng)力發(fā)電的意義 能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生活必須的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。我國能源面臨最突出的問題是國內(nèi)化石類能源供應(yīng)嚴(yán)重不足。一項(xiàng)關(guān)于我國未來能源供需報(bào)告曾預(yù)測，2020年國內(nèi)可供應(yīng)常規(guī)能源的量不到2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，能源缺口將為4億5億噸，需要從國外進(jìn)口。如果要減輕我國對石油和天然氣進(jìn)口的依賴

4、，必須調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大規(guī)模開發(fā)可再生資源?？稍偕茉磳⒆鳛橹饕奶娲茉矗L(fēng)力發(fā)電則是可再生能源發(fā)展的的重點(diǎn)，市場廣闊、前景光明、將為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更充足的物質(zhì)保證。風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)前既能獲得能源，又能減少有害氣體排放的最佳途徑之一。目前我國的電能結(jié)構(gòu)中75%是煤電，排放污染嚴(yán)重，增加風(fēng)電等清潔能源比重刻不容緩。在減少室溫氣體二氧化碳和導(dǎo)致酸雨的二氧化硫等有害氣體排放、保護(hù)環(huán)境、緩解全球氣候變暖方面，風(fēng)電是有效措施之一。風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的效益除了經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益以外，還有就業(yè)效益和脫貧致富等社會綜合效益。綜上所述，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電意義重大，及減少對石油、煤炭等化石類能源的依賴，減少環(huán)境污染；又能創(chuàng)造就業(yè)

5、，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長。風(fēng)力發(fā)電是現(xiàn)代社會成熟的、效率最為顯著的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)之一，具有無可比擬的優(yōu)勢。1.2 世界風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r隨著國際社會能源緊缺壓力的不斷增大，風(fēng)力發(fā)電得到了高度的重視。近20多年來，風(fēng)電技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用規(guī)模越來越大。風(fēng)力發(fā)電在歐洲發(fā)展最快，德國的風(fēng)電發(fā)展處于領(lǐng)先地位，在近期德國制定的風(fēng)電發(fā)展長遠(yuǎn)規(guī)劃中指出，到2025年風(fēng)電要實(shí)現(xiàn)占電力總?cè)萘康?5%，到2050年實(shí)現(xiàn)占總用量的50%的目標(biāo)。另外，丹麥的風(fēng)能發(fā)電已經(jīng)可以滿足18%的用電需求，法國也在制定風(fēng)能發(fā)電的長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃。同時(shí)，亞洲的風(fēng)力發(fā)電也在保持較快的發(fā)展勢頭。其中，印度政府積極推動風(fēng)能發(fā)展，積極鼓勵(lì)大型企業(yè)進(jìn)行投

6、資發(fā)展風(fēng)電，并保持實(shí)施優(yōu)惠政策激勵(lì)風(fēng)能制造基地，目前印度已經(jīng)成為世界第五大風(fēng)電生產(chǎn)國。（附錄1、附錄2、附錄3） 1.3 中國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r 我國地域幅員遼闊，是世界上風(fēng)力資源較為豐富的國家之一，全國可開發(fā)利用的風(fēng)能約2.5億千瓦。有沿海（山東、浙江、福建、廣東）和東北至西北（包括內(nèi)蒙古、新疆、甘肅）兩大風(fēng)帶，風(fēng)的質(zhì)量很好，為開發(fā)風(fēng)力發(fā)電提供了基礎(chǔ)環(huán)境和條件，因此我國也在大力提倡風(fēng)力發(fā)電。我國從70年代開始進(jìn)行并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電的嘗試。早期，山東，新疆等地引入國外風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開始我國風(fēng)電場的運(yùn)行試驗(yàn)與示范。1997年在國家有關(guān)優(yōu)惠政策和國家計(jì)委“成風(fēng)計(jì)劃”的推動下，年總裝機(jī)容量越至10.88萬千

7、瓦?？偟膩碚f我國風(fēng)能并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)走過了30年歷程，但是跟國外相比，我國裝機(jī)容量仍然偏低，并且從設(shè)備制造水平來說還未走出“試驗(yàn)”階段，但是同時(shí)也看出我國風(fēng)電潛力巨大。（附錄4）隨著風(fēng)電技術(shù)的日趨完善，已經(jīng)形成一種富有活力的新興產(chǎn)業(yè)，并向產(chǎn)業(yè)化、設(shè)備化、大型化、設(shè)備實(shí)用化、取能高度化、成本低廉化和開發(fā)多元化等方向發(fā)展。（附錄5） 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)2.1 風(fēng)力發(fā)電的原理因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染，風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮。風(fēng)力發(fā)電的原理比較簡單，類似于水利發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電就是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，在透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每

8、秒三公尺的微風(fēng)速度，便可以開始發(fā)電。風(fēng)機(jī)發(fā)出的電因?yàn)橘|(zhì)量不高難以直接應(yīng)用，所以要實(shí)現(xiàn)利用就必須要將發(fā)出的電能進(jìn)行變換，滿足并網(wǎng)要求，這樣就需要我們設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的整流逆變系統(tǒng)和控制系統(tǒng)來對其進(jìn)行變換和控制，使其滿足條件。2.2 恒速恒頻發(fā)電系統(tǒng) 恒速恒頻發(fā)電系統(tǒng)一般說來比較簡單。所采用的發(fā)動機(jī)主要有兩種，即同步發(fā)電機(jī)和鼠籠型感應(yīng)發(fā)電機(jī)。前者運(yùn)行于由電機(jī)級數(shù)和頻率所決定的同步轉(zhuǎn)速，后者則以稍高于同步速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電中所用的同步發(fā)電機(jī)絕大部分是三相同步電機(jī)。其輸出連接到鄰近的三相電網(wǎng)或輸配電線。其輸出連接到鄰近的三相電網(wǎng)或輸配電線。因?yàn)槿嚯姍C(jī)比起相同額定功率的單相電機(jī)來，一般體積小、效率較高

9、、而且便宜，所以只有在功率很小和僅有單相電網(wǎng)的少數(shù)情況下才會考慮用單相發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以像電網(wǎng)或負(fù)載提供無功功率，一臺額定容量125KVA、功率因數(shù)為0.8的同步發(fā)電機(jī)可以在提供100KW額定功率的同時(shí)，向電網(wǎng)提供+75KW和-75KW之間的任何無功功率值。它不僅可以并網(wǎng)運(yùn)行，也可以單獨(dú)運(yùn)行，滿足各種不同負(fù)載的需要。同步發(fā)電機(jī)的缺點(diǎn)是它的結(jié)構(gòu)以及控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，成本相對于感應(yīng)發(fā)電機(jī)也比較高。感應(yīng)發(fā)電機(jī)也稱為異步發(fā)電機(jī)，有鼠籠型和線繞型兩種。在恒速恒頻系統(tǒng)中，一般采用鼠籠型異步發(fā)電機(jī)。它的定子鐵心和定子繞組的結(jié)構(gòu)與同步發(fā)電機(jī)相同。轉(zhuǎn)子采用籠形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊成，呈圓筒形

10、。槽中嵌入金屬導(dǎo)條，在鐵心兩端用鋁或銅端環(huán)將導(dǎo)條短接。轉(zhuǎn)子不需要外加勵(lì)磁，沒有滑環(huán)和電刷，因而結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固，基本無需維護(hù)。（附錄6、附錄7）2.3 變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)這是20世紀(jì)70年代中期以后逐漸發(fā)展起來的一種新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其主要優(yōu)點(diǎn)是在于風(fēng)輪以變速運(yùn)行，可以在很寬的風(fēng)俗范圍內(nèi)保持近乎恒定的最佳葉尖速比，從而提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率，從風(fēng)中獲取的能量可以比恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)高得多。此外，這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上和使用中還有很多的優(yōu)越性。利用電力電子學(xué)是實(shí)現(xiàn)變速運(yùn)行的最佳最好的辦法之一，雖然與恒速恒頻系統(tǒng)相比可能使風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置的電氣部分變得較為復(fù)雜和昂貴，但電氣部分的成本在中、大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

11、所占比例不大，因而發(fā)展中、大型變速恒頻風(fēng)電機(jī)組受到許多國家的重視。2.3.1 不連續(xù)變速系統(tǒng)一般來說，利用不連續(xù)變速發(fā)電機(jī)可以獲得連續(xù)變速運(yùn)行的某些好處，但不是全部好處。主要效果是比以前單一轉(zhuǎn)速的風(fēng)電機(jī)組有較高的年發(fā)電量，因?yàn)樗茉谝欢ǖ娘L(fēng)速范圍內(nèi)運(yùn)行于最佳葉尖速比附近。但它對風(fēng)速的快速變化實(shí)際上只是一臺單速風(fēng)力機(jī)，因此不能期望它像連續(xù)變速系統(tǒng)那樣有效的獲取變化的風(fēng)能。更重要的是，他不能利用轉(zhuǎn)子的慣性來吸收峰值轉(zhuǎn)矩，所以這種方法不能改善風(fēng)力機(jī)的疲勞壽命。2.3.2 連續(xù)變速系統(tǒng)連續(xù)變速系統(tǒng)可以通過多種方法來得到，包括機(jī)械方法、電/機(jī)械方法、電氣方法及電子學(xué)方法等。機(jī)械方法如采用變速比液壓傳動或

12、可變傳動比機(jī)械傳動，電/機(jī)械方法如采用定子可旋轉(zhuǎn)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)，電氣式變速系統(tǒng)如采用高滑差感應(yīng)發(fā)電機(jī)或雙定子感應(yīng)發(fā)電機(jī)等。這些方法雖然可以得到連續(xù)的變速運(yùn)行，但都存在這樣或那樣的缺點(diǎn)和問題，在實(shí)際應(yīng)用中難以推廣。目前看來最有前景的當(dāng)屬電力電子學(xué)方法，這種變速發(fā)電系統(tǒng)主要有兩部分組成，及發(fā)電機(jī)和電力電子變換裝置。發(fā)電機(jī)可以是市場上已有的，通常電機(jī)如同步電機(jī)、鼠籠型感應(yīng)發(fā)電機(jī)、繞線型感應(yīng)發(fā)電機(jī)等。也有近來剛研制的新型發(fā)電機(jī)如磁場調(diào)制發(fā)電機(jī)、無刷雙饋發(fā)電機(jī)等；電力電子變換裝置有交流/直流/交流變換器和交流/交流變換器等。2.3.3 變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)是風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速

13、可在很大范圍內(nèi)變化，而不影響輸出電能的頻率?？梢酝ㄟ^適當(dāng)?shù)目刂?，使風(fēng)力機(jī)的尖速比處于或接近最佳值，從而可以最大限度的利用風(fēng)能。另外，對于恒速風(fēng)機(jī)來講，當(dāng)風(fēng)速躍升時(shí)，巨大的風(fēng)能將通過風(fēng)輪機(jī)傳遞給主軸、齒輪和發(fā)電機(jī)等部件，在這些部件上產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，如果這種過程重復(fù)出現(xiàn)會引起這些部件的疲勞損壞，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該加大安全系數(shù)，從而導(dǎo)致制造成本增加。而風(fēng)力發(fā)電機(jī)采取變速運(yùn)行時(shí)，當(dāng)風(fēng)速躍升產(chǎn)生的巨大風(fēng)能，部分被加速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)輪吸收以功能的形式儲存于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪中，從而避免主軸及傳動機(jī)構(gòu)承受過大的扭矩和應(yīng)力。當(dāng)風(fēng)速下降時(shí)，在電力電子裝置調(diào)控下，將高速風(fēng)輪所釋放的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩腿腚娋W(wǎng)，風(fēng)輪的加速、減速對

14、風(fēng)能的階躍性變化起到緩沖作用，使風(fēng)力機(jī)內(nèi)部能量傳輸部件的應(yīng)力變化比較平穩(wěn)，防止破壞機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生，從而使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行更加平穩(wěn)和安全。2.3.4 變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變色恒頻風(fēng)力系統(tǒng)以變速恒頻為核心，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括：風(fēng)能機(jī)、齒輪箱、異步發(fā)電機(jī)、整流裝置、儲能裝置、控制系統(tǒng)六部分。 功率控制系統(tǒng)3.1 異步發(fā)電機(jī)異步發(fā)電機(jī)三相電樞繞組的輸出電壓將是由頻率為和的兩個(gè)分量組成的調(diào)幅波。通過并聯(lián)橋式整流器整流，然后通過可控硅開關(guān)電路，將波形的一半反向，最后經(jīng)濾波器濾波，即得到與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)頻率為的恒頻正旋波輸出。它實(shí)質(zhì)上是利用一臺三相高頻交流發(fā)電機(jī)，通過磁場調(diào)制和解調(diào)技術(shù)來產(chǎn)生一個(gè)所需的低頻單相輸出

15、。發(fā)電機(jī)系統(tǒng)輸出電壓的頻率和相位僅取決于勵(lì)磁電流的頻率和相位，而與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)。這個(gè)特點(diǎn)非常適合用于并網(wǎng)運(yùn)行，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁通過勵(lì)磁變壓器取自電網(wǎng)，這樣，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出總是自動與電網(wǎng)同步，不存在失步問題，而且整個(gè)系統(tǒng)控制相當(dāng)簡單，運(yùn)行非?？煽?。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以使風(fēng)力機(jī)在很大風(fēng)速范圍內(nèi)按最佳效率運(yùn)行，提高了風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率，且簡化風(fēng)力機(jī)的調(diào)速機(jī)構(gòu)，只需采取適當(dāng)?shù)南匏俅胧┘纯?，并且在限速運(yùn)行區(qū)仍可允許轉(zhuǎn)速有一定范圍的波動，從而可降低風(fēng)力機(jī)機(jī)械部分的造價(jià)，并能提高運(yùn)行可靠性。另外，電路輸出波形中諧波分量很小，可以得到相當(dāng)好的正弦輸出波形。異步發(fā)電機(jī)一直是風(fēng)能系統(tǒng)中常用的能量轉(zhuǎn)換器，因?yàn)榘旬惒?/p>

16、發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)的手續(xù)極為簡單，只要將轉(zhuǎn)子帶動到盡可能接近同步轉(zhuǎn)速，并注意轉(zhuǎn)子向定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向一致，即可并入電網(wǎng)。通常同步發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)時(shí)必須整步，并且并入電網(wǎng)時(shí)有時(shí)會發(fā)生振蕩與失步。而且，變速運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)能捕捉更多的風(fēng)能，這可從三個(gè)方面來說明：當(dāng)風(fēng)速低于用來發(fā)出與電網(wǎng)同頻率電能所需的速度時(shí)，仍能利用此時(shí)的風(fēng)能。第二，通過對電壓和頻率的動態(tài)控制允許發(fā)電機(jī)工作在最大效率點(diǎn)。第三，電壓和頻率的動態(tài)控制使電機(jī)勵(lì)磁能跟蹤風(fēng)俗變化，因此可以降低機(jī)械傳動的能量損耗。但該機(jī)組的主要缺點(diǎn)是風(fēng)速小時(shí)，電能輸出少。為此在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)電變換器線路中利用不同極對數(shù)和不同額定功率值的兩臺異步發(fā)電機(jī)的方法，可以達(dá)

17、到增加輸出的目的。該方案是在電網(wǎng)頻率不變的情況下，由風(fēng)輪運(yùn)行工況變換為電機(jī)轉(zhuǎn)速變化工況，從而增加了電能輸出，還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的平衡起動和電磁制動，以及電網(wǎng)電壓故障時(shí)，控制線路中的伺服電動機(jī)可得到備用電源。利用兩臺發(fā)電機(jī)無疑會增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的年發(fā)電量，但同時(shí)也會增加主電氣設(shè)備的成本，增加這就的運(yùn)行費(fèi)用。因此，也有采用一臺雙速變極發(fā)電機(jī)來替代兩臺不同額定功率值得異步發(fā)電機(jī)。3.2 整流裝置 3.2.1 整流電路的選擇策略 1）整流電路是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它將交流電變?yōu)橹绷麟?，?yīng)用十分廣泛，電路形式多種多樣，各具特色。可從各種角度對整流電路進(jìn)行分類，分類方法有：按組成的器件可分為不可控、

18、半控、全控三種；按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路；按交流輸入相數(shù)可分為單相電路和多相電路；按變壓器二次側(cè)電流的方向可分為單向或雙向；又分為單拍電路和雙拍電路。2）各種整流電路優(yōu)缺點(diǎn)的比較A）單相半波可控整流電路的特點(diǎn)是：簡單，但輸出脈動大，變壓器二次側(cè)電流中含直流分量，造成變壓器鐵芯直流磁化。為使變壓器鐵芯不飽和，需增大鐵芯截面積，增大了設(shè)備的容量。B）單相橋式全控整流電路與單相全波二者的區(qū)別在于：單相全波可控整流電路中變壓器的二次繞組帶中心抽頭，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。繞組及鐵芯對銅、鐵等材料的消耗比單相全橋多，在當(dāng)今世界上有色金屬資源有限的情況下，這是不利的。單相全波可控整流電路中只用2個(gè)晶閘管，比

19、單相全控橋式可控整流電路少2個(gè)，相應(yīng)的，晶閘管的門及驅(qū)動電路也要少2個(gè)；但是在單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大電壓是單相全控橋式整流電路的2倍。單相全波可控整流電路中，導(dǎo)電回路只含1個(gè)晶閘管，比單相橋少1個(gè)，因而也少了一次管壓降。C）單相橋式半控整流電路的特點(diǎn)：該電路實(shí)用中需加設(shè)續(xù)流二極管，以避免可能發(fā)生的失控現(xiàn)象。D）電容濾波的單相不可控整流電路的特點(diǎn)：適用于交直交變換器、不間斷電源、開關(guān)電源等應(yīng)用場合中，常用于小功率單相交流輸入的場合。 3.2.2. 穩(wěn)壓電路的選擇策略開關(guān)穩(wěn)壓電源發(fā)展迅速，種類繁多，從工作方式上，可分為可控整流型、斬波型和隔離型三大類。所謂可控整流型開關(guān)穩(wěn)壓電源，

20、是指采用可控硅整流元件做調(diào)整開關(guān)，由交流市電電網(wǎng)供電，可直接供電，也可經(jīng)過變壓器變壓后供電。在可工作的半波內(nèi)，截去正弦曲線的前一部分，這部分所占角度成為截止角，導(dǎo)通的正弦曲線的后一部分稱為導(dǎo)通角，靠調(diào)導(dǎo)通角的大小，達(dá)到調(diào)整輸出電壓和穩(wěn)定輸出電壓的目的。所謂斬波型開關(guān)穩(wěn)壓電源指直流供電，輸入直流電壓加到開關(guān)電路上，在開關(guān)電路的輸出端得到單向的脈動直流，經(jīng)濾波得到與輸出電壓不同穩(wěn)定的直流輸出電壓，從輸出電壓取樣，經(jīng)比較、放大、控制脈沖信號，控制調(diào)整開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間的相對長短達(dá)到穩(wěn)壓的目的。所謂隔離型開關(guān)電源，是指輸出回路與逆變電路之間，經(jīng)過高頻變壓器，由磁場的變化實(shí)現(xiàn)能量傳遞，沒有電流之間

21、的直流接通。習(xí)慣上稱為直流變換器。直流變換器不都是隔離型開關(guān)穩(wěn)壓器，如正弦波震蕩狀態(tài)，還有不少直流變換器沒有穩(wěn)壓功能。嚴(yán)格的說，直流變換器包括隔離開關(guān)型穩(wěn)壓器，但為了通俗，還是采用直流變換器一詞。直流變換器是指直流電壓供電，經(jīng)開關(guān)電路，將直流變?yōu)榻涣鳎蚺c整流作用相反，因此通常稱為逆變器。經(jīng)過逆變器將直流供電能量轉(zhuǎn)變成頻率很高的交流能量，再經(jīng)變壓器隔離、變壓，再整流，得到新的直流輸出電壓。從輸出取樣，經(jīng)放大、反饋至逆變器，控制它的工作，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。3.2.3. 逆變電路的選擇策略1）直接逆變后用工頻變壓器升壓至交流220V這種方法電路結(jié)構(gòu)簡單，控制也比較容易。但是因?yàn)槭褂霉ゎl變壓器

22、，從而增大了體積、重量和成本。另外，逆變時(shí)由于輸入電壓低，造成電流大，功率管的選擇比較困難。還有逆變后電流比較大，從而后級工頻變壓器的制作也比較困難。高頻鏈逆變技術(shù)逆變出交流220V電壓這種方法因?yàn)槭褂酶哳l變壓器，因此體積小、重量輕、成本也低。但是由于是新興技術(shù)，逆變時(shí)要精確確定電壓過零點(diǎn)和電流過零點(diǎn)，因此控制電路比較復(fù)雜、難以控制。另外，目前采用高頻鏈逆變技術(shù)的逆變器只能用于低功率范疇。高頻升壓后接逆變器逆變出交流220V電壓這種方法不但控制簡單，而且也避免了使用工頻變壓器。升壓電路可供選擇的電路結(jié)構(gòu)形式有多種，如升壓斬波器、升降壓斬波器、單端反激式、雙端開關(guān)電源等。實(shí)際中可以選擇輸出隔離的

23、電路結(jié)構(gòu)形式，也可以選擇不隔離的電路結(jié)構(gòu)形式。3.3 控制系統(tǒng)為使風(fēng)力機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行，必須對其進(jìn)行有效的控制?？紤]到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特殊性，按重要性的順序，控制器應(yīng)依次滿足以下要求：風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是穩(wěn)定的；運(yùn)行過程中，在各種不確定的因素如陣風(fēng)、剪切風(fēng)、負(fù)載變化作用下具有魯棒性；控制代價(jià)小，即對不同輸入信號的幅值有一定限制，如調(diào)向的時(shí)間等；最大限度的將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，即在額定風(fēng)速以下，可能使發(fā)電機(jī)在每一種風(fēng)速時(shí)，輸出的電功率達(dá)到最大，額定風(fēng)速以上時(shí)則保持輸出電功率為常量；風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率保持恒壓恒頻，有較高的電能品質(zhì)質(zhì)量 風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響4.1 對電能質(zhì)量的影響4.1.1 影響 風(fēng)資

24、源的不確定性和風(fēng)電機(jī)組本身的運(yùn)行特性使風(fēng)電機(jī)組的輸出功率是波動的，可能影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量，如電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波以及周期性電壓脈動等。電壓波動和閃變是風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)電能質(zhì)量的主要負(fù)面影響之一。電壓波動的危害表現(xiàn)在照明燈光閃爍、電視機(jī)畫面質(zhì)量下降、電動機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻和影響電子儀器、計(jì)算機(jī)、自動控制設(shè)備的正常工況等。影響風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生波動和閃變的因素有很多: 隨著風(fēng)速的增大，風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生的電壓波動和閃變也不斷增大。并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組在啟動、停止和發(fā)電機(jī)切換過程中也產(chǎn)生電壓波動和閃變。風(fēng)電機(jī)組公共連接點(diǎn)短路比越大，風(fēng)電機(jī)組引起的電壓波動和閃變越小。另外，風(fēng)電機(jī)組中的電力電子控制裝置如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，將會

25、向電網(wǎng)注入諧波電流，引起電壓波形發(fā)生不可接受的畸變，并可能引發(fā)由諧振帶來的潛在問題。異步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，沒有獨(dú)立的勵(lì)磁裝置，并網(wǎng)前發(fā)電機(jī)本身沒有電壓，因此并網(wǎng)時(shí)必然伴隨一個(gè)過渡過程，流過56 倍額定電流的沖擊電流，一般經(jīng)過幾百ms 后轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與大電網(wǎng)并聯(lián)時(shí)，合閘瞬間的沖擊電流對發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行不會有太大影響。但對小容量的電網(wǎng)，風(fēng)電場并網(wǎng)瞬間將會造成電網(wǎng)電壓的大幅度下跌，從而影響接在同一電網(wǎng)上的其他電器設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至?xí)绊懙秸麄€(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。4.1.2 解決措施改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的公共連接點(diǎn)短路比和電網(wǎng)的線路x/r 比是影響風(fēng)電機(jī)組引起的電壓波動和閃

26、變的重要因素。風(fēng)電機(jī)組公共連接點(diǎn)短路比越大，風(fēng)電機(jī)組引起的電壓波動和閃變越小。合適的電網(wǎng)線路x/r 比可使有功功率引起的電壓波動被無功功率引起的電壓波動補(bǔ)償?shù)?，從而使整個(gè)平均閃變值有所減輕。研究表明，當(dāng)線路x/r 比很小時(shí)，并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組引起的電壓波動和閃變很大。當(dāng)線路x/r 比對應(yīng)的線路阻抗角為6070時(shí)，并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組引起的電壓波動和閃變最小。另外，通過人工干預(yù)使風(fēng)電機(jī)組不同時(shí)啟停，可以減小啟停機(jī)對電網(wǎng)的影響。 安裝電力電子裝置對于風(fēng)電場并網(wǎng)過程對電網(wǎng)造成的沖擊，通常采用的是雙向晶閘管控制的軟啟動裝置。當(dāng)風(fēng)力機(jī)將發(fā)電機(jī)帶到同步速附近時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出端斷路器閉合，使發(fā)電機(jī)經(jīng)一組雙向晶閘管與電網(wǎng)連接

27、，通過電流反饋對雙向晶閘管導(dǎo)通角進(jìn)行控制，使雙向晶閘管的觸發(fā)角由180向0 逐漸打開，并網(wǎng)過程結(jié)束后，將雙向晶閘管短接。通過采用這種軟啟動方式，可以將風(fēng)電場并網(wǎng)時(shí)的沖擊電流限制在1.21.5 倍額定電流以內(nèi)，得到一個(gè)比較平滑的并網(wǎng)過程。4.2 對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響4.2.1 影響 風(fēng)力發(fā)電通常接入到電網(wǎng)的末端，改變了配電網(wǎng)功率單向流動的特點(diǎn)，使潮流流向和分布發(fā)生改變，這在原有電網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)是沒有預(yù)先考慮的。因此，隨著風(fēng)電注入功率的增加，風(fēng)電場附近局部電網(wǎng)的電壓和聯(lián)絡(luò)線功率將會超出安全范圍，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致電壓崩潰。由于采用異步發(fā)電機(jī)，風(fēng)電系統(tǒng)在向電網(wǎng)注入功率的同時(shí)需要從電網(wǎng)吸收大量的無功功率。因

28、此，為了補(bǔ)償風(fēng)電場的無功功率，每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)都配有功率因數(shù)校正裝置，目前常用的是分組投切的并聯(lián)電容器。電容器的無功補(bǔ)償量的大小與接入點(diǎn)電壓的平方成正比，當(dāng)系統(tǒng)電壓水平較低時(shí)，并聯(lián)電容器的無功補(bǔ)償量迅速下降，導(dǎo)致風(fēng)電場對電網(wǎng)的無功需求上升，進(jìn)一步惡化電壓水平，嚴(yán)重時(shí)會造成電壓崩潰。由于異步發(fā)電機(jī)的功率恢復(fù)特性，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，若故障切除不及時(shí)，也將容易導(dǎo)致暫態(tài)電壓失穩(wěn)。 另一方面，隨著風(fēng)電場規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)電場在系統(tǒng)中所占的比例不斷增加，風(fēng)電輸出的不穩(wěn)定性對電網(wǎng)的功率沖擊效應(yīng)也不斷增大，對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響就更加顯著，嚴(yán)重情況下將會使系統(tǒng)失去動態(tài)穩(wěn)定性，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的瓦解。4.2.2 解決

29、措施分組切換電容器 分組快速投切電容器組對系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)乃惴ǎ?jì)及了風(fēng)速和負(fù)荷變化對風(fēng)電場輸出有功功率和無功功率影響。但是，這種分組投切的電容器不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的電壓調(diào)節(jié)，其電容器的投切次數(shù)有一定的限制，其動作也有一定延時(shí)，因此對于風(fēng)速的快速變化造成的電壓波動難以解決。 靜止無功補(bǔ)償器（SVC) SVC 可快速平滑的調(diào)節(jié)無功補(bǔ)償功率的大小，提供動態(tài)的電壓支撐，改善系統(tǒng)的運(yùn)行性能。將SVC 安裝在風(fēng)電場的出口，根據(jù)風(fēng)電場接入點(diǎn)的電壓偏差量來控制SVC 補(bǔ)償?shù)臒o功功率，能夠穩(wěn)定風(fēng)電場節(jié)點(diǎn)電壓，降低風(fēng)電功率波動對電網(wǎng)電壓的影響。對某個(gè)具體的系統(tǒng)安裝SVC 裝置前和安裝SVC 裝置后進(jìn)行了仿真計(jì)算，結(jié)

30、果表明在安裝SVC 裝置后，風(fēng)電場節(jié)點(diǎn)電壓的波動明顯降低;當(dāng)發(fā)生故障后，SVC 的動態(tài)無功調(diào)節(jié)能力可以加快故障切除后風(fēng)電場節(jié)點(diǎn)電壓的恢復(fù)過程，改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、超導(dǎo)儲能裝置（SMES) SMES 能量密度高，其儲能密度可達(dá)108 J/m3，而且能夠快速吞吐有功功率。通過采用基于GTO 的雙橋結(jié)構(gòu)換流裝置，SMES 可在四象限靈活的調(diào)節(jié)有功和無功功率，為系統(tǒng)提供功率補(bǔ)償，跟蹤電氣量的波動。文獻(xiàn)提出了在風(fēng)電場出口安裝SMES 裝置，充分利用SMES 有功無功綜合調(diào)節(jié)的能力，可降低風(fēng)電場輸出功率的波動，穩(wěn)定風(fēng)電場電壓。同時(shí)SMES 是一種有源的補(bǔ)償裝置，與SVC相比其無功補(bǔ)償量對接入點(diǎn)電壓的依賴

31、程度小，在低電壓時(shí)的補(bǔ)償效果更好。另外，SMES 代表了柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）的新技術(shù)方向，將SMES用于風(fēng)力發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)對電壓和頻率的同時(shí)控制。4.3 對保護(hù)裝置的影響4.3.1 影響 為了減少風(fēng)電機(jī)組的頻繁投切對接觸器的損害，在有風(fēng)期間風(fēng)電機(jī)組都保持與電網(wǎng)相連，當(dāng)風(fēng)速在起動風(fēng)速附近變化時(shí)，允許風(fēng)電機(jī)組短時(shí)電動機(jī)運(yùn)行，風(fēng)電場與電網(wǎng)之間聯(lián)絡(luò)線的功率流向有時(shí)是雙向的。因此，風(fēng)電場繼電保護(hù)裝置的配置和整定應(yīng)充分考慮到這種運(yùn)行方式。 異步發(fā)電機(jī)在發(fā)生近距離三相短路故障時(shí)不能提供持續(xù)的故障電流，在不對稱故障時(shí)提供的短路電流也非常有限。因此，風(fēng)電場保護(hù)的技術(shù)困難是如何根據(jù)有限的故障電流來檢測故障

32、的發(fā)生，使保護(hù)裝置準(zhǔn)確而快速的動作。另一方面，盡管風(fēng)力發(fā)電提供的故障電流非常有限，但也有可能會影響現(xiàn)有配電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置的正確運(yùn)行，這在最初的配電網(wǎng)保護(hù)配置和整定時(shí)是沒有考慮到的。4.3.2 解決措施 在風(fēng)電場保護(hù)裝置的配置與整定方面，目前通常的做法是按照終端變電站的方案進(jìn)行配置和整定。主要依靠配電網(wǎng)的保護(hù)來切除網(wǎng)絡(luò)的故障，然后由孤島保護(hù)、低電壓保護(hù)等措施來逐臺切除風(fēng)電機(jī)組。從而在故障期間斷開風(fēng)電場與系統(tǒng)的連接，而當(dāng)故障清除后，控制風(fēng)電場自動重新并網(wǎng)。但是對于今后有大量風(fēng)電場接入配電網(wǎng)的情況，這種方法會降低系統(tǒng)的可靠性。4.4 電壓穩(wěn)定性 大型風(fēng)電場及其周圍地區(qū)，常常會有電壓波動大的情況。主要是

33、因?yàn)橐韵氯N情況。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組啟動時(shí)仍然會產(chǎn)生較大的沖擊電流。單臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)對電網(wǎng)電壓的沖擊相對較小，但并網(wǎng)過程至少持續(xù)一段時(shí)間后（約為幾十秒）才基本消失，多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組同時(shí)直接并網(wǎng)會造成電網(wǎng)電壓驟降。因此多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)需分組進(jìn)行，且要有一定的間隔時(shí)間。當(dāng)風(fēng)速超過切出風(fēng)速或發(fā)生故障時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)會從額定出力狀態(tài)自動退出并網(wǎng)狀態(tài)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的脫網(wǎng)會產(chǎn)生電網(wǎng)電壓的突降，而機(jī)端較多的電容補(bǔ)償由于抬高了脫網(wǎng)前風(fēng)電場的運(yùn)行電壓，從而引起了更大的電網(wǎng)電壓的下降。 風(fēng)電場風(fēng)速條件變化也將引起風(fēng)電場及其附近的電壓波動。比如當(dāng)風(fēng)場平均風(fēng)速加大，輸入系統(tǒng)的有功功率增加，風(fēng)電場母線電壓開始有所降低

34、，然后升高。這是因?yàn)楫?dāng)風(fēng)場輸入功率較小時(shí)， 輸入有功功率引起的電壓升數(shù)值小，而吸收無功功率引起的電壓降大；當(dāng)風(fēng)場輸入功率增大時(shí)，輸入有功引起的電壓升數(shù)值增加較大，而吸收無功功率引起的電壓降增加較小。如果考慮機(jī)端電容補(bǔ)償， 則風(fēng)電場的電壓增加。特別的，當(dāng)風(fēng)電場與系統(tǒng)間等值阻抗較大時(shí)， 由于風(fēng)速變動引起的電壓波動現(xiàn)象更為明顯。研究發(fā)現(xiàn)，使用電力電子轉(zhuǎn)換裝置的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，能夠減少電壓波動，比如并網(wǎng)時(shí)風(fēng)電場機(jī)端若能提供瞬時(shí)無功，則啟動電流也大大減小，對地方電網(wǎng)的沖擊將大大減輕。值得一提的是，如果采用異步發(fā)電機(jī)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)，除非采取必要的預(yù)防措施，如動態(tài)無功補(bǔ)償、加固網(wǎng)絡(luò)或者采用HVDC 連接，否則當(dāng)

35、網(wǎng)絡(luò)中某處發(fā)生三相接地故障時(shí)，將有可能導(dǎo)致全網(wǎng)的電壓崩潰。 風(fēng)電場對策5.1 無功控制 有功調(diào)度大型風(fēng)電場的風(fēng)力發(fā)電機(jī)幾乎都是異步發(fā)電機(jī)，在其并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)需從電力系統(tǒng)中吸收大量無功功率，增加電網(wǎng)的無功負(fù)擔(dān)，有可能導(dǎo)致小型電網(wǎng)的電壓失穩(wěn)。因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)端往往配備有電容器組，進(jìn)行無功補(bǔ)償，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量及降低成本。雙饋型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)對這一系列問題有很好地解決作用，由于添加了控制環(huán)節(jié)，它具有了以下優(yōu)良特性： 1）可以實(shí)現(xiàn)對無功功率的控制雙饋發(fā)電機(jī)在實(shí)現(xiàn)電壓控制的同時(shí)還可以從電網(wǎng)中吸收無功功率或是為電網(wǎng)提供無功補(bǔ)償。 2）可以通過對轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的獨(dú)立控制實(shí)現(xiàn)了有功和無功功率的解耦控制。具體原

36、理是，雙饋發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)子側(cè)的變頻器通過轉(zhuǎn)子電流d軸分量實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和力矩的控制，無功和勵(lì)磁則是通過轉(zhuǎn)子電流的q 軸分量來控制的。同時(shí)，電網(wǎng)側(cè)的變頻器也以類似的方式工作，d 軸分量通過直流電壓媒介電路控制有功功率，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子側(cè)與電網(wǎng)側(cè)變頻器之間的有功交換。5.2 低壓穿越低壓穿越是指風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落時(shí)，風(fēng)電機(jī)組能夠保持并網(wǎng)，甚至向電網(wǎng)提供一定的無功功率，支持電網(wǎng)恢復(fù)，直到電網(wǎng)恢復(fù)正常，從而“穿越”這個(gè)低電壓時(shí)間區(qū)域。電壓跌落會給電機(jī)帶來一系列暫態(tài)過程，如出現(xiàn)過電壓、過電流或轉(zhuǎn)速上升等，嚴(yán)重危害風(fēng)電機(jī)組本身及其控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。一般情況下，若電網(wǎng)出現(xiàn)故障風(fēng)電機(jī)組會實(shí)施被動式自我保護(hù)而立即切除

37、，并不考慮故障的持續(xù)時(shí)間和嚴(yán)重程度。這樣能最大限度的保障風(fēng)電機(jī)組的安全，并且在風(fēng)力發(fā)電的電網(wǎng)穿透率較低時(shí)是可以接受的。然而，當(dāng)風(fēng)電在電網(wǎng)中占有較大比重時(shí)，若風(fēng)電機(jī)組在電壓跌落時(shí)仍采取被動保護(hù)式切除，則會增加整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)難度，甚至可能家具故障，最終導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)，因此必須采取有效的LVRT技術(shù)和措施，以維護(hù)風(fēng)電場電網(wǎng)的穩(wěn)定。（附錄8）5.3 風(fēng)電功率預(yù)測技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度領(lǐng)域，可預(yù)測性是處理風(fēng)電波動的關(guān)鍵。準(zhǔn)確預(yù)測風(fēng)電的發(fā)電量有助于調(diào)度人員提前組織管理電力系統(tǒng)中的風(fēng)電波動性。風(fēng)電預(yù)測的準(zhǔn)確度會密切影響電力系統(tǒng)調(diào)度所需的調(diào)頻和調(diào)峰機(jī)組的容量，因此風(fēng)電預(yù)測在風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)并網(wǎng)方面有著舉足輕重的地位。結(jié)

38、語隨著風(fēng)電的高速發(fā)展，對風(fēng)電并網(wǎng)的研究會越來越重要。影響風(fēng)電并網(wǎng)的技術(shù)障礙包括缺少風(fēng)電場規(guī)劃、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和風(fēng)電場模型的模擬軟件、風(fēng)電場輸出預(yù)測等。 建議通過硬件建設(shè)，改進(jìn)電網(wǎng)負(fù)荷平衡能力；通過軟件建設(shè)，提高電網(wǎng)的調(diào)度能力和水平；制訂嚴(yán)格的風(fēng)電入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)風(fēng)機(jī)制造技術(shù)的進(jìn)步；提高風(fēng)電短期預(yù)測技術(shù)能力和水平。參考文獻(xiàn)1.陳世坤。電機(jī)設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社2.潘文霞，陳允平，沈祖治。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀J3.王效良。并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。J電力系統(tǒng)自動化4.王松，姚興佳。風(fēng)電場遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)J 節(jié)能5.于德志?；赩PN的風(fēng)力發(fā)電場遠(yuǎn)程通信管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)J 當(dāng)代通信附

39、錄1.全世界新增裝機(jī)情況全世界累計(jì)裝機(jī)容量情況全世界裝機(jī)容量排名我國各年度新增及累計(jì)裝機(jī)容量單機(jī)裝機(jī)容量變化同步發(fā)電機(jī)示意圖異步發(fā)電機(jī)示意圖低壓穿越示意圖附錄資料：不需要的可以自行刪除 perl函數(shù)應(yīng)用一、進(jìn)程處理函數(shù)1、進(jìn)程啟動函數(shù)函數(shù)名eval調(diào)用語法eval(string)解說將string看作Perl語句執(zhí)行。正確執(zhí)行后，系統(tǒng)變量$為空串，如果有錯(cuò)誤，$中為錯(cuò)誤信息。例子$print = print (hello,worldn);eval ($print);結(jié)果輸出hello, world函數(shù)名system調(diào)用語法system(list)解說list中第一個(gè)元素為程序名，其余為參數(shù)。s

40、ystem啟動一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行程序并等待其結(jié)束，程序結(jié)束后錯(cuò)誤代碼左移八位成為返回值。例子proglist = (echo, hello,world!);system(proglist);結(jié)果輸出hello, world!函數(shù)名fork調(diào)用語法procid = fork();解說創(chuàng)建程序的兩個(gè)拷貝-父進(jìn)程和子進(jìn)程-同時(shí)運(yùn)行。子進(jìn)程返回零，父進(jìn)程返回非零值，此值為子程序的進(jìn)程ID號。例子$retval = fork();if ($retval = 0) # this is the child process exit; # this terminates the child process else

41、 # this is the parent process結(jié)果輸出無函數(shù)名pipe調(diào)用語法pipe (infile, outfile);解說與fork合用，給父進(jìn)程和子進(jìn)程提供通信的方式。送到outfile文件變量的信息可以通過infile文件變量讀取。步驟：1、調(diào)用pipe2、用fork將程序分成父進(jìn)程和子進(jìn)程3、一個(gè)進(jìn)程關(guān)掉infile，另一個(gè)關(guān)掉outfile例子pipe (INPUT, OUTPUT);$retval = fork();if ($retval != 0) # this is the parent process close (INPUT); print (Enter a

42、 line of input:n); $line = ; print OUTPUT ($line); else # this is the child process close (OUTPUT); $line = ; print ($line); exit (0);結(jié)果輸出$programEnter a line of input:Here is a test lineHere is a test line$函數(shù)名exec調(diào)用語法exec (list);解說與system類似，區(qū)別是啟動新進(jìn)程前結(jié)束當(dāng)前程序。常與fork合用，當(dāng)fork分成兩個(gè)進(jìn)程后，子進(jìn)程用exec啟動另一個(gè)程序。例子 結(jié)

43、果輸出函數(shù)名syscall調(diào)用語法syscall (list);解說調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)，list第一個(gè)元素是系統(tǒng)調(diào)用名，其余為參數(shù)。如果參數(shù)是數(shù)字，就轉(zhuǎn)化成C的整型數(shù)(type int)。否則傳遞字符串的指針。詳見UNIX的幫助或Perl文檔。使用syscall必須包含文件syscall.pl，即：require (syscall.ph); 例子結(jié)果輸出2、進(jìn)程終止函數(shù)函數(shù)名Die調(diào)用語法die (message);解說終止程序并向STDERR輸出錯(cuò)誤信息。message可以為字符串或列表。如果最后一個(gè)參數(shù)不包含換行符，則程序文件名和行號也被輸出。例子die (Cannot open input f

44、ile);結(jié)果輸出Cannot open input file at myprog line 6.函數(shù)名warn調(diào)用語法warn (message);解說與die類似，區(qū)別是不終止程序。例子warn(Danger! Danger!n);結(jié)果輸出Danger! Danger!函數(shù)名exit調(diào)用語法exit (retcode);解說終止程序并指定返回值。例子exit(2);結(jié)果輸出無函數(shù)名kill調(diào)用語法kill (signal, proclist);解說給一組進(jìn)程發(fā)送信號。signal是發(fā)送的數(shù)字信號，9為殺掉進(jìn)程。proclist是進(jìn)程ID列表。詳見kill的UNIX幫助。例子結(jié)果輸出3、進(jìn)程

45、控制函數(shù)函數(shù)名sleep調(diào)用語法sleep (time);解說將程序暫停一段時(shí)間。time是停止的秒數(shù)。返回值為實(shí)際停止的秒數(shù)。例子sleep (5);結(jié)果輸出無函數(shù)名wait調(diào)用語法procid = wait();解說暫停程序執(zhí)行，等待子進(jìn)程終止。不需要參數(shù)，返回值為子進(jìn)程ID，如果沒有子進(jìn)程，返回-1。例子結(jié)果輸出函數(shù)名waitpid調(diào)用語法waitpid (procid, waitflag);解說暫停程序執(zhí)行，等待特定的子進(jìn)程終止。procid為等待的進(jìn)程ID例子$procid = fork();if ($procid = 0) # this is the child process p

46、rint (this line is printed firstn); exit(0); else # this is the parent process waitpid ($procid, 0); print (this line is printed lastn);結(jié)果輸出$ programthis line is printed firstthis line is printed last$4、其它控制函數(shù)函數(shù)名caller調(diào)用語法subinfo = caller();解說返回調(diào)用者的程序名和行號，用于Perl Debugger。返回值為三元素的列表：1、調(diào)用處的包名2、調(diào)用者文件名3

47、、調(diào)用處的行號例子結(jié)果輸出函數(shù)名chroot調(diào)用語法chroot (dir);解說改變程序的根目錄，詳見chroot幫助。例子結(jié)果輸出函數(shù)名local調(diào)用語法local($variable);解說在語句塊(由大括號包圍的語句集合)中定義局域變量，僅在此語句塊中起作用，對其的改變不對塊外同名變量造成影響。千萬不要在循環(huán)中使用，否則每次循環(huán)都定義一個(gè)新的局域變量！例子結(jié)果輸出函數(shù)名times調(diào)用語法timelist = times解說返回該程序及所有子進(jìn)程消耗的工作時(shí)間。返回值為四個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的列表：1、程序耗用的用戶時(shí)間2、程序耗用的系統(tǒng)時(shí)間3、子進(jìn)程耗用的用戶時(shí)間4、子進(jìn)程耗用的系統(tǒng)時(shí)間例子結(jié)果輸

48、出二、數(shù)學(xué)函數(shù)函數(shù)名sin調(diào)用語法retval = sin (value);解說參數(shù)為弧度值。函數(shù)名cos調(diào)用語法retval = cos (value);解說參數(shù)為弧度值。函數(shù)名atan2調(diào)用語法retval = atan2 (value1, value2);解說運(yùn)算并返回value1除以value2結(jié)果的arctan值，單位為弧度，范圍在-PIPI。應(yīng)用例：角度轉(zhuǎn)化成弧度子程序。sub degrees_to_radians local ($degrees) = _; local ($radians);11: $radians = atan2(1,1) * $degrees / 45;函數(shù)名

49、sqrt調(diào)用語法retval = sqrt (value);解說平方根函數(shù)。value為非負(fù)數(shù)。函數(shù)名exp調(diào)用語法retval = exp (value);解說返回e的value次方。函數(shù)名log調(diào)用語法retval = log (value);解說以e為底的自然對數(shù)。函數(shù)名abs調(diào)用語法retval = abs (value);解說絕對值函數(shù)。(Perl 4中沒有)函數(shù)名rand調(diào)用語法retval = rand (num);解說隨機(jī)數(shù)函數(shù)，返回0和整數(shù)num之間的一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)。函數(shù)名srand調(diào)用語法srand (value);解說初始化隨機(jī)數(shù)生成器。保證每次調(diào)用rand真正隨機(jī)。三、字符

50、串處理函數(shù)函數(shù)名index調(diào)用語法position = index (string, substring, position);解說返回子串substring在字符串string中的位置，如果不存在則返回-1。參數(shù)position是可選項(xiàng)，表示匹配之前跳過的字符數(shù)，或者說從該位置開始匹配。函數(shù)名rindex調(diào)用語法position = rindex (string, substring, position);解說與index類似，區(qū)別是從右端匹配。函數(shù)名length調(diào)用語法num = length (string);解說返回字符串長度，或者說含有字符的數(shù)目。函數(shù)名pos調(diào)用語法offset =

51、 pos(string);解說返回最后一次模式匹配的位置。函數(shù)名substr調(diào)用語法substr (expr, skipchars, length)解說抽取字符串（或表達(dá)式生成的字符串）expr中的子串，跳過skipchars個(gè)字符，或者說從位置skipchars開始抽取子串（第一個(gè)字符位置為0），子串長度為length，此參數(shù)可忽略，意味著取剩下的全部字符。當(dāng)此函數(shù)出現(xiàn)在等式左邊時(shí)，expr必須為變量或數(shù)組元素，此時(shí)其中部分子串被等式右邊的值替換。函數(shù)名study調(diào)用語法study (scalar);解說用一種內(nèi)部格式提高變量的訪問速度，同一時(shí)刻只對一個(gè)變量起作用。函數(shù)名lcuc調(diào)用語法re

52、tval = lc(string);retval = uc(string);解說將字符串全部轉(zhuǎn)換成小/大寫字母。函數(shù)名lcfirstucfirst調(diào)用語法retval = lcfirst(string);retval = ucfirst(string);解說將第一個(gè)字母轉(zhuǎn)換成小/大寫。函數(shù)名quotameta調(diào)用語法newstring = quotemeta(oldstring);解說將非單詞的字母前面加上反斜線()。語句 ： $string = quotemeta($string);等效于：$string = s/(W)/$1/g;常用于模式匹配操作中，確保字符串中沒有字符被看作匹配操作符。

53、函數(shù)名join調(diào)用語法join (joinstr, list);解說把字符串列表(數(shù)組)組合成一個(gè)長的字符串，在每兩個(gè)列表元素間插入串joinstr。函數(shù)名sprintf調(diào)用語法sprintf (string, fields);解說與printf類似，區(qū)別是結(jié)果不輸出到文件，而作為返回值賦給變量。例子$num = 26;$outstr = sprintf(%d = %x hexadecimal or %o octaln,$num, $num, $num);print ($outstr);結(jié)果輸出26 = 1a hexadecimal or 32 octal四、標(biāo)量轉(zhuǎn)換函數(shù)函數(shù)名chop調(diào)用語法

54、$lastchar = chop (var);解說var可為變量或數(shù)組，當(dāng)var為變量時(shí)，最后一個(gè)字符被刪除并賦給$lastchar，當(dāng)var為數(shù)組/列表時(shí)，所有元素的最后一個(gè)字符被刪除，最后一個(gè)元素的最后一個(gè)字母賦給$lastchar。函數(shù)名chomp調(diào)用語法result = chomp(var);解說檢查字符串或字符串列表中元素的最后一個(gè)字符是否為由系統(tǒng)變量$/定義的行分隔符，如果是就刪除。返回值為實(shí)際刪除的字符個(gè)數(shù)。函數(shù)名crypt調(diào)用語法result = crypt (original, salt);解說用DES算法加密字符串，original是將要加密的字符串，salt是兩個(gè)字符的字

55、符串，定義如何改變DES算法，以使更難解碼。返回值為加密后的串。函數(shù)名hex調(diào)用語法decnum = hex (hexnum);解說將十六進(jìn)制數(shù)(字符串形式)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)。函數(shù)名int調(diào)用語法intnum = int (floatnum);解說將浮點(diǎn)數(shù)舍去小數(shù)部分轉(zhuǎn)化為整型數(shù)。函數(shù)名oct調(diào)用語法decnum = oct (octnum);解說將八進(jìn)制數(shù)(字符串形式)或十六進(jìn)制數(shù)(0 x.形式)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)。函數(shù)名ord調(diào)用語法asciival = ord (char);解說返回單個(gè)字符的ASCII值，與PASCAL中同名函數(shù)類似。函數(shù)名chr調(diào)用語法$char = chr (asciiv

56、al);解說返回ASCII值的相應(yīng)字符，與PASCAL中同名函數(shù)類似。函數(shù)名pack調(diào)用語法formatstr = pack(packformat, list);解說把一個(gè)列表或數(shù)組以在實(shí)際機(jī)器存貯格式或C等編程語言使用的格式轉(zhuǎn)化（包裝）到一個(gè)簡單變量中。參數(shù)packformat包含一個(gè)或多個(gè)格式字符，列表中每個(gè)元素對應(yīng)一個(gè)，各格式字符間可用空格或tab隔開，因?yàn)閜ack忽略空格。除了格式a、A和外，重復(fù)使用一種格式多次可在其后加個(gè)整數(shù)，如： $twoints = pack (i2, 103, 241);把同一格式應(yīng)用于所有的元素則加個(gè)*號，如： $manyints = pack (i*, 1

57、4, 26, 11, 83);對于a和A而言，其后的整數(shù)表示要?jiǎng)?chuàng)建的字符串長度，重復(fù)方法如下： $strings = pack (a6 x 2, test1, test2);格式的情況比較特殊，其后必須加個(gè)整數(shù)，該數(shù)表示字符串必須的長度，如果長度不夠，則用空字符(null)補(bǔ)足，如： $output = pack (a 6 a, test, test2);pack函數(shù)最常見的用途是創(chuàng)建可與C程序交互的數(shù)據(jù)，例如C語言中字符串均以空字符(null)結(jié)尾，創(chuàng)建這樣的數(shù)據(jù)可以這樣做： $Cstring = pack (ax, $mystring);下表是一些格式字符與C中數(shù)據(jù)類型的等價(jià)關(guān)系：字符 等

58、價(jià)C數(shù)據(jù)類型CcharddoubleffloatiintIunsigned int (or unsigned)llongLunsigned longsshortSunsigned short完整的格式字符見下表。 格式字符 描述a用空字符(null)補(bǔ)足的字符串A用空格補(bǔ)足的字符串b位串，低位在前B位串，高位在前c帶符號字符（通常-128127）C無符號字符（通常8位）d雙精度浮點(diǎn)數(shù)f單精度浮點(diǎn)數(shù)h十六進(jìn)制數(shù)串，低位在前H十六進(jìn)制數(shù)串，高位在前i帶符號整數(shù)I無符號整數(shù)l帶符號長整數(shù)L無符號長整數(shù)n網(wǎng)絡(luò)序短整數(shù)N網(wǎng)絡(luò)序長整數(shù)p字符串指針s帶符號短整數(shù)S無符號短整數(shù)u轉(zhuǎn)化成uuencode格式vV

59、AX序短整數(shù)VVAX序長整數(shù)x一個(gè)空字節(jié)X回退一個(gè)字節(jié)以空字節(jié)(null)填充函數(shù)名unpack調(diào)用語法list = unpack (packformat, formatstr);解說unpack與pack功能相反，將以機(jī)器格式存貯的值轉(zhuǎn)化成Perl中值的列表。其格式字符與pack基本相同（即上表），不同的有：A格式將機(jī)器格式字符串轉(zhuǎn)化為Perl字符串并去掉尾部所有空格或空字符；x為跳過一個(gè)字節(jié)；為跳過一些字節(jié)到指定的位置，如4為跳過4個(gè)字節(jié)。下面看一個(gè)和X合同的例子： $longrightint = unpack (* X4 L, $packstring);此語句將最后四個(gè)字節(jié)看作無符號長整

60、數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。下面看一個(gè)對uuencode文件解碼的例子：1 : #!/usr/local/bin/perl2 : 3 : open (CODEDFILE, /u/janedoe/codefile) |4 : die (Cant open input file);5 : open (OUTFILE, outfile) |6 : die (Cant open output file);7 : while ($line = ) 8 : $decoded = unpack(u, $line);9 : print OUTFILE ($decoded);10: 11: close (OUTFILE);12