江蘇乃爾風電技術(shù)開發(fā)有限公司
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隨著計算機技術(shù)和先進控制技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸拓寬,并網(wǎng)風力發(fā)電機的控制技術(shù)也發(fā)展迅速,其控制方式也從基本的單一定槳距失速控制發(fā)展到變槳距變速恒頻控制,甚至發(fā)展到智能控制。
對于并網(wǎng)風力發(fā)電機組,上述控制技術(shù)各有特點,發(fā)揮的作用也不同。如果風力發(fā)電機采用定槳距失速控制技術(shù),當實際風速高于額定風速時,葉片表面會產(chǎn)生渦流,降低發(fā)電效率,限制發(fā)電機的功率輸出。
為了提高風力發(fā)電機在低風速下的效率,通常使用雙速發(fā)電機。當處于低風速段時,使用小型電機來提高發(fā)電機的氣動效率。這種控制方式的優(yōu)點是調(diào)節(jié)簡單可靠,但會使葉片重量變大,相關(guān)零件受力較大。
當風力發(fā)電機已經(jīng)被可變槳距技術(shù)控制時,當風力發(fā)電機達到運行條件時,控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)槳距角,直到風力發(fā)電機達到額定速度并連接到電網(wǎng)用于發(fā)電。在運行過程中,當輸出功率小于額定功率時,槳距角保持不變,不做任何調(diào)整;當發(fā)電機的輸出功率達到額定功率時,調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)輸出功率的變化調(diào)整槳距角,使發(fā)電機的輸出功率保持在額定功率。
使用這種控制技術(shù)有助于降低風力發(fā)電機葉片上的應(yīng)力,并且可以盡可能地將風能吸收為電能,同時在高風速下保持穩(wěn)定的功率輸出。但是系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)比較復雜,所以故障率比較高。
還有一種采用主動失速技術(shù)控制的風力發(fā)電機,充分吸收了被動失速和俯仰調(diào)節(jié)的優(yōu)點。低風速彎頭時,將葉片槳距調(diào)整到能獲得最大功率的位置,調(diào)整槳距角,優(yōu)化水輪機功率輸出;當風力發(fā)電機產(chǎn)生的功率超過額定功率時,葉片槳距主動調(diào)整到失速方向,葉片只需微調(diào)即可保持失速狀態(tài)。
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