风力发电电能变换装置的研究与设计(2)
1.2 国内外风力发电技术研究现状和发展趋势 1.2.1 风力发电技术研究现状 目前在国内外盛行的风力发电技术主要有如下几种： （1）定桨距失速调节型风电机技术 当自然界的风速较高，大于所需的额定风速，为了能够实现风力机按照人们设定额定转速旋转带动发电机旋转。必须采用特殊的工艺让风力机的转速降低，风力机桨叶经过特殊的设计，让它具有失速特性。如果出现风速过高的情况，就会在桨叶上产生涡流，让它的旋转速度降低。这样它就不能充分的捕捉自然界的风能，效率受到限制。这种方法在调节时非常可靠，而且控制相对其他方法特别简单。但是，在发电系统中，其它的部件受力会非常大，发出的功率也恒不是定的，会受到风速的影响，这样，如果风速较低时，很难使发电系统获得最佳的功率[6]。现在，在世界各国，仍然有许多国家采取此技术，这种技术大多用在小功率发电系统中。
（2）变桨距调节型风电机技术 这种技术可以调节风力机叶片安装角，这样，风力机就能够按照控制要求吸收风能。如果风速在额定的范围内，这时风力机节距角会处在零度附近，它的工作原理和定桨距风力发电机相同。如果风速达到额定风速以上，这个时候，系统中的变桨距机构就发挥它的作用，只要通过它就可以来调整叶片的安装角。通过这种调节就可以保证系统发出的电能功率能够保证在人为设定的范围内。相比较上面的定桨距调节技术，此技术的起动风速相对较低。在风速正常时就利用全功率控制。在实际系统中，功率和风速之间存在特殊的数学关系，通常情况下，风速变化范围很小，功率的变化的范围却会很大。当风速发生变化时，桨距调节机构对风速变化的反应也不是同步的，往往会存在一定的延时。如果出现阵风，此时由于存在延时，调节结构不能及时的工作，巨大的风能会造成风机瞬时过载，风机会受到很大的影响。风能在一般情况下是波动的，而普通的调节方法解决不了发电机功率波动的情况[7]。为了解决上面所述出现的情况，许多公司采用高滑差发电机，这种发电机的桨叶受力相对较小。 （3）主动定桨距调节型风电机技术 当前，在大型风力发电领域，许多运行商都会选择该技术。如果系统输出功率高于额定的功率，它的调节方式和第一种的调节方式是一样的。相反，相对于额定功率较低时，它的调节方式和上面所述的第二种是一样的。该技术输出的频率比较稳定，波动小。