知識(shí)點(diǎn)二-變速變槳距機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài).知識(shí)點(diǎn)二-變速變槳距機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)

項(xiàng)目三風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)任務(wù)三變速變槳距機(jī)組的控制知識(shí)點(diǎn)二變速變槳距機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)一

、運(yùn)行區(qū)域及模式

(1)并網(wǎng)區(qū)

轉(zhuǎn)速控制模式

(2)MPPT區(qū)

不控模式（槳距角固定為零）

(3)轉(zhuǎn)速限制區(qū)

轉(zhuǎn)速控制模式或不控模式(4)功率限制區(qū)

轉(zhuǎn)速控制模式或功率控制模式

(5)切出停機(jī)區(qū)

剎車控制模式（順槳）變速變槳距機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)二、運(yùn)行狀態(tài)變速變槳距風(fēng)電機(jī)組根據(jù)變槳距系統(tǒng)所起的作用分為三種運(yùn)行狀態(tài)，即風(fēng)電機(jī)組的啟動(dòng)狀態(tài)（轉(zhuǎn)速控制）、欠功率狀態(tài)（不控制）和額定功率狀態(tài)（功率控制）。變速變槳距機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)二、運(yùn)行狀態(tài)1、啟動(dòng)狀態(tài)

變槳距風(fēng)輪的葉片在靜止時(shí)，槳距角為90°,這時(shí)氣流對(duì)葉片不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，整個(gè)葉片實(shí)際上是一塊阻尼板。

當(dāng)風(fēng)速達(dá)到啟動(dòng)風(fēng)速時(shí)，葉片向0°方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到氣流對(duì)葉片產(chǎn)生一定的攻角，風(fēng)輪開始啟動(dòng)。

在發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)以前，變槳距系統(tǒng)的槳距角給定值由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)控制。轉(zhuǎn)速控制器按照一定的速度上升斜率給出速度參考值，變槳距系統(tǒng)根據(jù)給定的速度參考值，調(diào)整槳距角，進(jìn)行所謂的速度控制。變速變槳距機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)二、運(yùn)行狀態(tài)1、啟動(dòng)狀態(tài)

為了確保并網(wǎng)平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生盡可能小的沖擊，變槳距系統(tǒng)可以在一定時(shí)間內(nèi)保持發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在同步轉(zhuǎn)速附近，尋找最佳時(shí)機(jī)并網(wǎng)。

轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)與給定值進(jìn)行比較。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速時(shí)，葉片槳距向迎風(fēng)面積小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，反之則向迎風(fēng)面積增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。

當(dāng)轉(zhuǎn)速在同步轉(zhuǎn)速附近保持一定時(shí)間后發(fā)電機(jī)即并入電網(wǎng)。變速變槳距機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)二、運(yùn)行狀態(tài)2、欠功率狀態(tài)

欠功率狀態(tài)是指發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)后，由于風(fēng)速低于額定風(fēng)速，發(fā)電機(jī)在額定功率以下的低功率狀態(tài)下運(yùn)行。

對(duì)于變速變槳距風(fēng)電機(jī)組而言，在額定風(fēng)速以下運(yùn)行時(shí)，機(jī)組應(yīng)盡可能提高能量轉(zhuǎn)換率。變速變槳距機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)二、運(yùn)行狀態(tài)3、額定功率狀態(tài)

當(dāng)風(fēng)速達(dá)到或超過額定風(fēng)速后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入額定功率狀態(tài)。即機(jī)組由轉(zhuǎn)速控制切換到功率控制，變槳距系統(tǒng)開始根據(jù)發(fā)電機(jī)的功率信號(hào)進(jìn)行控制?？刂菩盘?hào)的給定值時(shí)恒定的，即額定功率。

功率反饋信號(hào)與給定值進(jìn)行比較，當(dāng)功率超過額定值時(shí)，葉片槳距就向迎風(fēng)面積小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，反之則向迎風(fēng)面積增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。

變速變槳距機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)二、運(yùn)行狀態(tài)3、額定功率狀態(tài)

在額定風(fēng)速之上時(shí)，變槳控制可以有效地調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組所吸收的能量，同事控制風(fēng)輪上的載荷，使之限定在安全設(shè)計(jì)值以內(nèi)。

由于風(fēng)輪的巨大慣性，變槳控制對(duì)機(jī)組的影響通常需要數(shù)秒的時(shí)間才能表現(xiàn)出來，這很容易引起功率的波動(dòng)。此時(shí)，變速變槳距機(jī)組通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制來實(shí)現(xiàn)快速的調(diào)節(jié)，以變槳調(diào)節(jié)與變速調(diào)節(jié)的耦合控制來保證高品質(zhì)的能量輸出。

變速變槳距機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)二、運(yùn)行狀態(tài)3、額定功率狀態(tài)

由于變槳距系統(tǒng)的響應(yīng)速度受到限制，對(duì)快速變化的風(fēng)速，通過改變槳距來控制輸出功率的效果并不理想。為了優(yōu)化功率曲線，在進(jìn)行功率控制的過程中，其功率反饋信號(hào)不再作為直接控制葉片變槳距的變量。

變槳距系統(tǒng)由風(fēng)速低頻分量和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，風(fēng)速的高頻分量產(chǎn)生的機(jī)械能波動(dòng)，通過迅速改變發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行平衡，即通過轉(zhuǎn)子電流控制器對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率進(jìn)行控制。

當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)，允許發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)