以前的桨叶采用固定模式,现逐步发展为变桨矩模式。利用变桨矩调节技术,叶片的安装角可以根据风速的变化而改变,气流的攻角在风速变化时可以保持在一定的合理范围。当风速大于额定风速时,仍可以保持稳定的输出功率。
变速恒频技术的采用
目前市场上的失速型风电机组一般采用双绕组结构(4极/6极)的异步发电机,双速运行。
在高风速段,发电机运行在较高转速上,4极电机工作;在低风速段,发电机运行较低转速上,6极电机工作。双速运行的优点是控制简单,可靠性好。缺点是由于转速基本恒定,而风速经常变化,因此风力机经常工作在风能利用系数(Cp)较低的点上,风能得不到充分利用。
近年来发展起来的变速风电机组一般采用双馈异步发电机或多极同步发电机。双馈电机的转子侧通过功率变换器(一般为双PWM交直交型变换器)连接到电网。该功率变换器的容量仅为电机容量的1/3,并且能量可以双向流动,这是这种机型的优点。多极同步发电机的定子侧通过功率变换器连接到电网,该功率变换器的容量要大于等于电机的容量。变速运行风电机组通过调节发电机转速跟随风速变化,能使风力机的叶尖速比接近最佳值,从而最大限度的利用风能,提高风力机的运行效率。
驱动方式
从风轮到发电机的驱动方式大致分为三种:第一种是通过多级增速箱驱动双馈异步发电机,简称为双馈式。第二种是风轮直接驱动多极同步发电机,简称为直驱式(或无齿轮箱式)。第三种是单级增速装置加多极同步发电机技术,简称为混合式。混合式设计旨在融合双馈式和直驱式机组的优点而避免其缺点。芬兰WinWind公司已开发出容量1.1MW,叶轮直径56米的混合式风电机组。
从国际上的趋势看,直驱式风力机由于具有传动链能量损失小、维护费用低、可靠性好等优点,在市场上正在占有越来越大的份额。