定槳距小型風力發電機控制方法研究

　　從圖上可以看出，風力發電機輸出電壓不同時，風輪與發電機匹配情況也不同。在相同的風速下，對于同一臺發電機，發電機輸出電壓越小，風輪與發電機的匹配點對應的轉速越低，當發電機輸出電壓小到零時，就是風力發電機短路時的狀態：風力電機轉速為零，輸出功率為零；發電機輸出電壓越大，風輪與發電機的匹配點對應的轉速越高，當發電機輸出電壓高到趨于無窮大時，就是風力發電機開路時的狀態：風力發電機轉速趨于無窮大，輸出功率也為零；所以，理論上，在零與無窮大的范圍內，通過調節發電機輸出電壓值，可以得到風輪在某一風速下的任一功率與轉速對應的點。
　　當風力發電機在高風速段（高于額定風速）捕獲的風能大于負載功率和充入蓄電池的功率時，風力發電機處于過功率狀態，需要控制其功率和轉速。如果此時風力發電機工作在峰后區域，如圖2 中的U 4，通過調節DC/DC 變換器的占空比增加發電機輸出電壓，也就是通過減小等效負載的辦法，減小發電機輸出電流，即減小阻轉矩，使風輪轉速上升，最后使風輪與發電機的匹配點向A 點右側移動，風力發電機的輸出功率將迅速降低。但這種功率控制方法會使電機轉速、噪音增加，有可能使風力發電機組進入機械共振區域。如果工作在峰后區域的風力發電機葉片的剛度很高，材料性能很好，可以考慮通過增大發電機輸出電壓的方式來降低風力發電機的輸出功率。

　　3.3 減壓控制法
　　對于高風速段工作在峰前區域的風力發電機，如圖2 中的U 2，采用調節DC/DC 變換器的占空比降低發電機輸出電壓，增大發電機輸出電流，即增加阻轉矩，使風輪轉速下降，結果使風輪與發電機的匹配點由點C 下降到點D，風力發電機的輸出功率和轉速都迅速降低，而且下降速度也很快。
　　目前小型風力發電機組也在走“從農村走向城市”的路線，在城市路燈、草坪上、公園別墅里作為一種景觀開始安裝應用，越來越接近人們的生活。所以人們對小型風力發電機的功率、轉速、噪音等技術指標的要求也越來越高。通過以上分析可看出：在高風速段，葉片與發電機匹配在峰前的定槳距小型風力發電機，采用減小風力發電機輸出電壓的控制方式，可以有效的控制其功率、轉速及噪音等。