雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本控制策略分析概述目錄雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本控制策略分析概述 11運(yùn)行區(qū)域 12最大風(fēng)功率追蹤 23變槳距控制 31運(yùn)行區(qū)域隨著風(fēng)速的不斷變化，變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在不同的區(qū)域，其控制目標(biāo)也有所不同。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行區(qū)間可分為四個(gè)階段：起動(dòng)區(qū)、Cp恒定區(qū)、轉(zhuǎn)速恒定區(qū)和功率恒定區(qū)，如圖所示。圖1.1風(fēng)力機(jī)運(yùn)行區(qū)域（1）起動(dòng)區(qū)OAB為起動(dòng)階段，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到切入風(fēng)速時(shí)，變槳距機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使槳距角變化，同時(shí)機(jī)組對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行并網(wǎng)控制，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到切入轉(zhuǎn)速，同時(shí)調(diào)節(jié)定子電壓，此時(shí)發(fā)電機(jī)沒有功率輸出。（2）CpBC段為Cp恒定區(qū)，這一階段為風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)后，風(fēng)速?zèng)]有達(dá)到額定風(fēng)速前，主要目標(biāo)是控制轉(zhuǎn)速來跟蹤風(fēng)速的變化，機(jī)組變速運(yùn)行，從而使風(fēng)能利用系數(shù)保持為最大值Cpmax（3）轉(zhuǎn)速恒定區(qū)CD為轉(zhuǎn)速恒定區(qū)，這一階段發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速由于機(jī)械條件的限制，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速之后，為了機(jī)組的安全，必須限制轉(zhuǎn)速，隨著風(fēng)速的增大，轉(zhuǎn)速要保持在額定轉(zhuǎn)速上，由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩增大，輸出功率將繼續(xù)增大。(4)功率恒定區(qū)DE段為功率恒定區(qū)，這一階段風(fēng)速達(dá)到額定風(fēng)速，發(fā)電機(jī)和變流器接近極限運(yùn)行狀態(tài)，所以必須通過改變?nèi)~片槳距角以及調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，減小Cp值來改變風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性，使風(fēng)力機(jī)捕獲的風(fēng)能減少以及轉(zhuǎn)速迅速下降，從而使功率輸出基本穩(wěn)定在額定值附近[11-12]由風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行區(qū)域可見，當(dāng)風(fēng)速低于額度風(fēng)速時(shí)，追蹤C(jī)pmax2最大風(fēng)功率追蹤當(dāng)風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí)，通過控制發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制風(fēng)力機(jī)的目的。對(duì)于給定的風(fēng)速，當(dāng)葉尖速比為λopt爬山搜索法既不需要實(shí)時(shí)采集風(fēng)速，也不需要明確風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最大功率曲線，通過測(cè)量轉(zhuǎn)速以及功率信號(hào)，根據(jù)梯度變化進(jìn)行邏輯判斷。當(dāng)風(fēng)速增大時(shí)，運(yùn)行點(diǎn)從A3變?yōu)锽1，控制系統(tǒng)控制風(fēng)力機(jī)沿著B1-B2-B3的方向進(jìn)行追蹤，直至達(dá)到新的最佳功率點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)速減小時(shí)，運(yùn)行點(diǎn)從B3變?yōu)镃1，控制系統(tǒng)控制風(fēng)力機(jī)沿著C1-C2方向進(jìn)行追蹤，直至達(dá)到新的最佳功率點(diǎn)。圖1.2爬山搜索法示意圖該方法就是對(duì)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速控制命令值以一定轉(zhuǎn)速擾動(dòng)值Δω3變槳距控制葉片攻角是影響風(fēng)輪功率輸出的主要因素之一，可以通過變槳機(jī)構(gòu)調(diào)整葉片槳距角來控制風(fēng)力機(jī)獲得的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，以保證功率輸出穩(wěn)定[13]。變槳距控制主要包括以下幾個(gè)階段：（1）當(dāng)風(fēng)速小于切入風(fēng)速時(shí)，機(jī)組處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)而不產(chǎn)生電能，槳距角保持順槳狀態(tài)，即恒定值90°。（2）當(dāng)風(fēng)速大于切入風(fēng)速而未超過額定風(fēng)速時(shí)，槳距角置于0°左右，機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，通過最大功率追蹤控制，使機(jī)組運(yùn)行在最佳葉尖速比上，從而使風(fēng)能利用系數(shù)保持在Cpmax（3）當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速時(shí)，為了限制風(fēng)輪吸收風(fēng)能，變槳距控制系統(tǒng)開始動(dòng)作，增大槳距角以減小攻角，使得機(jī)組功率輸出保持在額定功率。（4）當(dāng)風(fēng)速大于切