1。2 当前风力发电的技术发展趋势

现今世界上的风力发电机主要的调节技术有以下几种：定桨距风力发电机调 节技术，变桨距风力发电机调节技术，主动定桨距调节技术，变速恒频。由于风 力发电机的单机容量越大其叶片长度塔架等尺寸也较大，这些大的配件在陆地上 不便于运输，而且安装也及其不便所以陆上风力发电机的容量最大为 2 兆瓦。

1。2。1 风力机的基础理论与控制技术

风力发电系统是能实现风能到机械能再到电能转换的一种电机系统。它由桨 叶，轮毂，发电机及一些控制机构等重要部件组成。

1。2。2 风力机的类型

风力发电机从结构类型上看有水平轴和垂直轴两种结构类型。顾名思义垂直 轴风力发电机的旋转轴与水平地面成 90°角，这种风力机垂直于风吹来的方向， 可以接受任意方向的风能，因此在风向不断变化的时候，这种结构的风力发电机 不需要对风，省区了对风装置，结构比较简单。但是这种风力发电机不能自启动， 它的输出的功率和能量转换的效率一般很低，而水平轴风力发电机除了结构复杂 之外，其他性能都优于垂直轴风力发电机，所以现今它的使用比较广泛而且技术 也比较成熟。水平轴风力发电机的旋转轴承与风向平行，叶轮垂直于风向，在工 作时通过调节风轮的方向可以是实现风轮面与风向垂直。

1。2。3 风力机的功率控制

风力发电机的功率控制是风力发电系统追踪风能的关键技术，现在比较成熟 的控制方式有：定桨距失速控制及变桨距控制两种。

定桨距风力发电机的桨叶与轮毂是相对静止的，所以它的桨距角保持恒定， 叶轮平面不能跟随风向变化。只能根据桨叶气动性来调节输出。当风速比较低时， 风力发电机功率输出的是一个随风速的变化值；当风速高于额定风速时，发电机 只能通过改变偏航角以及依靠桨叶自有的失速特性来改变作用在桨叶上的风能。

这样很难保证发电机输出功率的稳定。 变桨距风力发电机的桨距角是可以调节的，它的叶片和轮毂之间不是刚性连

接的，可以通过调节机构来改变桨距角的大小。与定桨距风力发电机相比它可以 调节桨距角来适应风速的变化。当风速在额定值附近时，风力发电机的桨距角为 0，当风速比额定风速高时，变桨距风力发电机可以通过调节桨距角以及利用桨 叶自带的气动性，来限制风能的捕捉，以此来实现恒功率的运行效果。

变桨距风力发电机具有很多定桨距发电机所没有的优点，比如：它要求的启 动风速比较小，在停机的时候系统所受到的机械冲击力比较小，在运行中可以根 据风速的变化来改变桨距角，在风速较小时，可以改变桨距角来捕捉更多的风能， 使发电机输出更多的电能，在较高风速时，通过改变桨距角使桨叶不再承受那么 大的机械压力。所以在未来的一段时间内定桨距风力发电机将推出历史的舞台， 变桨距风力发电机将成为主流。

1。2。4 风力发电机的运行控制技术

发电机的运行控制技术是用它的运行方式和控制方式来描述的，它可以分为

恒速恒频（