购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

2.5.1 风力发电机组的运行控制策略

为了从风中捕获到更多的风能,根据风轮机的功率特性,应采取如下控制策略。

(1)从风轮切入风速( v cut-in )到风轮的额定转速 v wN ,根据风轮的功率特性可知,风速太低时,捕获的风能较少,系统的效率也较低。因此,在风速太低的情况下不宜启动风力发电机组,只有当风速到达一定值,即切入风速后,才启动风轮机组,如图2.10中的 OA 区间所示。但为了提高整个风力发电系统的利用率,风力发电机组的切入转速也不宜太高。对直驱发电机而言,减小发电机的齿槽转矩可适当降低风力发电机组的切入转速。当风速超过切入风速时启动风轮机组,风轮转速由零增大到发电机的切入转速, C p 值不断上升,风力发电机组开始运行发电。为了从随机变化的风中获得最大功率,将桨距角设为最佳值, C p 恒为最大值,如图2.10中的 AB 区间所示,这时风力发电机组运行在最大功率点跟踪状态。

图2.10 风力发电机组的运行区域

(2)在风速超过风轮额定转速 v wN 时,随着风速的增加,风轮机转速也随之增加。为了保证风轮机组的安全稳定运行,必须对风轮规定一个允许的最大转速,即风轮的额定转速 v wN ,对应图2.10中 B 点的转速,这个额定转速一般应小于与发电机额定功率对应的风速(发电机的额定转速,对应于图2.10中的 C 点)。当到达额定风速后,风速再增加时,风轮的转速不再增加,即进入转速恒定区,如图2.10中的 BC 区间所示。为了运行在转速恒定区,必须在发电机输出额定功率之前改变控制策略,即随着风速增大,调节桨距角使 C p 值减小,因为风速还在增加,所以功率仍然增大,直到发电机的输出功率到达发电机额定功率。一般根据测量的发电机输出功率来决定转速设定值。考虑到桨距角控制系统的反应较慢,在风轮额定转速增加到发电机额定转速的过程中,发电机转速约提高10%。

(3)当风速继续增大时,发电机转速会达到其额定值,同时发电机的输出功率也达到额定功率,继续调节风轮机桨距角,降低风轮的风能利用因数,保持发电机的输出功率为额定值不变,此时风轮机工作在功率恒定区,如图2.10中的 CD 区间所示。当风速增大到切出风速 v ut-off (系统运行时的最大允许风速)时,为了避免机组零部件的损坏,应将风轮机制动。 eUVM3u2DxNCkfVj1hnctQ55taKd+OwU/N+c7wMyNHYodZCdP+M6NYrCy+OAFR+/i

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×