直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)控制模型

    圖 2.3 變槳距風(fēng)機變槳角為0°,10°,20°時的特性曲線在圖中我們很清楚的看到在變槳角分別為10°和20°時，葉輪在不同的風(fēng)速下對電機的驅(qū)動功率。
    為了使葉輪對電機的驅(qū)動功率能夠滿足電機的所能承受的狀態(tài)。根據(jù)圖2.3 我們便需要在不同的風(fēng)速條件下設(shè)定其合適的變槳角度。以滿足發(fā)電機所處的工作狀態(tài)再最優(yōu)狀態(tài)。例如：在風(fēng)速為10m/s 的狀態(tài)下，通過變槳角度分別為0°和10°兩個特性曲線的對比。當(dāng)變槳為10°時，此時曲線與電機功率曲線交點在：葉輪轉(zhuǎn)速為17RMP ，電機功率約為350kW 處。此時的變槳角度如果為0°時，曲線與電機功率曲線的交點為：葉輪轉(zhuǎn)速為8RMP ，電機功率約為100kW 處。由此可見，通過變槳距的調(diào)節(jié)，能夠有效的改善風(fēng)力發(fā)電機組的氣動性能。

        表 2.4 變槳距風(fēng)機在不同風(fēng)速下的變槳角度注：此表沒有考慮到該風(fēng)機的最大切出風(fēng)速。
    實際的風(fēng)機設(shè)計中，要將變槳角在不同角度下的特性曲線細(xì)化，選出其在不同風(fēng)速下最優(yōu)化的變槳角度值。利用對風(fēng)機在不同變槳角度的特性。在設(shè)計風(fēng)力發(fā)電機組的時候，可以結(jié)合到以下3 點：
    保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機組，防止過載。
    最小化風(fēng)機的結(jié)構(gòu)載荷。
    優(yōu)化控制模擬的變槳區(qū)域。
    3 針對直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機組的變槳控制模型
    這里我們采用閉環(huán)控制用于風(fēng)機正常運行時控制葉片槳矩角，或者變速風(fēng)機的葉輪轉(zhuǎn)速。在變速變槳矩調(diào)節(jié)的控制器的類型：變頻器在使葉輪轉(zhuǎn)速通過控制發(fā)電機的反作用力矩改變的同時，把發(fā)電機與電網(wǎng)分離。在高風(fēng)速時，該力矩保持在額定水平而用槳距控制來調(diào)節(jié)葉輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)而也就是功率輸出。
    3.1 變速槳距調(diào)節(jié)控制器
    這種控制器模型適用于變速風(fēng)力機，該類機器使用變頻器將發(fā)電機轉(zhuǎn)速從電網(wǎng)的固定頻率中分離出來，并用槳距控制來限制超過額定風(fēng)速時的功率輸出。其控制回路圖示于圖3.1 。