定桨距小型风力发电机控制方法研究

　　从图上可以看出，风力发电机输出电压不同时，风轮与发电机匹配情况也不同。在相同的风速下，对于同一台发电机，发电机输出电压越小，风轮与发电机的匹配点对应的转速越低，当发电机输出电压小到零时，就是风力发电机短路时的状态：风力电机转速为零，输出功率为零；发电机输出电压越大，风轮与发电机的匹配点对应的转速越高，当发电机输出电压高到趋于无穷大时，就是风力发电机开路时的状态：风力发电机转速趋于无穷大，输出功率也为零；所以，理论上，在零与无穷大的范围内，通过调节发电机输出电压值，可以得到风轮在某一风速下的任一功率与转速对应的点。
　　当风力发电机在高风速段（高于额定风速）捕获的风能大于负载功率和充入蓄电池的功率时，风力发电机处于过功率状态，需要控制其功率和转速。如果此时风力发电机工作在峰后区域，如图2 中的U 4，通过调节DC/DC 变换器的占空比增加发电机输出电压，也就是通过减小等效负载的办法，减小发电机输出电流，即减小阻转矩，使风轮转速上升，最后使风轮与发电机的匹配点向A 点右侧移动，风力发电机的输出功率将迅速降低。但这种功率控制方法会使电机转速、噪音增加，有可能使风力发电机组进入机械共振区域。如果工作在峰后区域的风力发电机叶片的刚度很高，材料性能很好，可以考虑通过增大发电机输出电压的方式来降低风力发电机的输出功率。

　　3.3 减压控制法
　　对于高风速段工作在峰前区域的风力发电机，如图2 中的U 2，采用调节DC/DC 变换器的占空比降低发电机输出电压，增大发电机输出电流，即增加阻转矩，使风轮转速下降，结果使风轮与发电机的匹配点由点C 下降到点D，风力发电机的输出功率和转速都迅速降低，而且下降速度也很快。
　　目前小型风力发电机组也在走“从农村走向城市”的路线，在城市路灯、草坪上、公园别墅里作为一种景观开始安装应用，越来越接近人们的生活。所以人们对小型风力发电机的功率、转速、噪音等技术指标的要求也越来越高。通过以上分析可看出：在高风速段，叶片与发电机匹配在峰前的定桨距小型风力发电机，采用减小风力发电机输出电压的控制方式，可以有效的控制其功率、转速及噪音等。