风速和额定风速之间时,叶片将以最佳攻角运行。为了在不同风速下均可实现最大功率点跟踪控制,风力机必须以不同的转速运行。这就是发电控制模式。当风速高于额定风速,但低于切出风速时,在系统发电并以额定功率向电网输电的过程中,为了避免风力机遭到破坏,可通过变桨距控制机构将风力机的捕获功率,保持在一个恒定值上。而且当给定的风速高于切出风速时,此时也必须处于停机模式。Р2.1.2变速恒频发电与恒速恒频发电的比较Р风力发电机并网运行时,要求发电机的输出频率与电网频率一致。保持输出频率恒定的方法有2种:恒速恒频和变速恒频。Р风力发电机只能在额定风速下达到最大转换效率,在其他风速下,风力机的效率会有所下降。叶片通常经过特定的气体动力学设计,防止阵风造成损坏。定速风力机产生的输出的功率波动很严重,会对电网造成扰动。另一方面,变速风力发电机可以在较宽的风速范围内,实现最大的能量转换效率。风力发电机可以不断地根据风速调整其速,在这一过程中,叶尖速度比,即叶尖速度和风速的比值,可以保持在最佳值,以在不同风速下都能获得最大的能力转换效率。Р为了使风力机转子速度可调,变速风力机通常通过变流器接入电网,该变流器系统可以控制在机械上与风力机风轮连接的发电机的转速。变速风力机的主要优点是:提高风能输出,提高电能质量,和降低机械应力。主要缺点是:生产成本的上升以及采用变流器导致功率损耗的增加。然而,更高的能量转换效率可以补偿额外的成本和功率损耗。Р2.1.3恒频变速风力发电系统的控制目标Р要控制双馈异步风力发电机恒频运行,并且保证定子三相绕组输出的电压恒定,我们还要在电网发生故障时,给电网提供一定的无功支持。变速风电机组还具有故障情况下的动态无功功率支持能力,在正常控制策略下双馈风电机组在电网侧发生大扰动(如三相短路故障)时,能够提供动态电压支持,因此其静态及暂态稳定性要远远好于基于普通异步发电机的恒速风电机组。
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