直驅式風力發電機組變槳系統控制模型

    直驅型風力發電機組采用水平軸、三葉片、上風向、變槳距調節、直接驅動、永磁同步發電機并網的總體設計方案，相對于傳統的異步發電機組其優點如下[1]：
    1（1）由于傳動系統部件的減少，提高了風力發電機組的可靠性和可利用率；
    2（2）永磁發電技術及變速恒頻技術的采用提高了風電機組的效率；
    3（3）機械傳動部件的減少降低了風力發電機組的噪音；
    4（4）可靠性的提高降低了風力發電機組的運行維護成本；
    5（5）機械傳動部件的減少降低了機械損失，提高了整機效率；
    6（6）利用變速恒頻技術，可以進行無功補償；
    7（7）由于減少了部件數量，使整機的生產周期大大縮短。
    2 直驅風力發電機組變槳特性敘述
    直驅型風力發電機組為變槳距調節型風機，葉片在運行期間，它會在風速變化的時候繞其徑向軸轉動。因此，在整個風速范圍內可能具有幾乎最佳的槳距角和較低的切入風速。在高風速下，改變槳距角以減少功角，從而減小了在葉片上的氣動力。這樣就保證了葉輪輸出功率不超過發電機的額定功率。
    對于變槳距調節后對的功率特性的影響等等問題，這里我們將對機組葉片上的氣動性能進行分析，從而進一步的了解變槳后，對風力發電機組的性能影響
    2.1 不同變槳角度下的特性
    根據葉素理論，當一個葉素在流暢中運動時，葉素的上表面是負壓力（吸力）；下表面是正壓力。由于壓力分布在葉素上而產生的載荷，可以用兩個力（升力L 垂直于風向V；阻力D 平行于風向并與升力垂直）和一個力矩（俯仰力矩M）來表示。[2]
    對于變槳距風力機來說，調節變槳也同時意味著調節功角的大小。變槳距風力機的實際工作中，往往也通過軸承機構轉動葉片來減小功角α，以此來減小CL，減小升力，扭矩和功率。
    這里我們分析變槳距風機在不同變槳角度下的特性。
         1．首先我們先舉例一個風機的電機的功率曲線圖。如圖2.1 所示：
     2．我們根據此風力發電機的葉片特性，描繪出該風機變槳角度是0°時，在不同的風速下，葉輪對電機的驅動功率的大小。如圖2.2所示：