直驱式风力发电机组变桨系统控制模型

    图 2.3 变桨距风机变桨角为0°,10°,20°时的特性曲线在图中我们很清楚的看到在变桨角分别为10°和20°时，叶轮在不同的风速下对电机的驱动功率。
    为了使叶轮对电机的驱动功率能够满足电机的所能承受的状态。根据图2.3 我们便需要在不同的风速条件下设定其合适的变桨角度。以满足发电机所处的工作状态再最优状态。例如：在风速为10m/s 的状态下，通过变桨角度分别为0°和10°两个特性曲线的对比。当变桨为10°时，此时曲线与电机功率曲线交点在：叶轮转速为17RMP ，电机功率约为350kW 处。此时的变桨角度如果为0°时，曲线与电机功率曲线的交点为：叶轮转速为8RMP ，电机功率约为100kW 处。由此可见，通过变桨距的调节，能够有效的改善风力发电机组的气动性能。

        表 2.4 变桨距风机在不同风速下的变桨角度注：此表没有考虑到该风机的最大切出风速。
    实际的风机设计中，要将变桨角在不同角度下的特性曲线细化，选出其在不同风速下最优化的变桨角度值。利用对风机在不同变桨角度的特性。在设计风力发电机组的时候，可以结合到以下3 点：
    保护风力发电机组，防止过载。
    最小化风机的结构载荷。
    优化控制模拟的变桨区域。
    3 针对直驱型风力发电机组的变桨控制模型
    这里我们采用闭环控制用于风机正常运行时控制叶片桨矩角，或者变速风机的叶轮转速。在变速变桨矩调节的控制器的类型：变频器在使叶轮转速通过控制发电机的反作用力矩改变的同时，把发电机与电网分离。在高风速时，该力矩保持在额定水平而用桨距控制来调节叶轮的转速进而也就是功率输出。
    3.1 变速桨距调节控制器
    这种控制器模型适用于变速风力机，该类机器使用变频器将发电机转速从电网的固定频率中分离出来，并用桨距控制来限制超过额定风速时的功率输出。其控制回路图示于图3.1 。