2 变桨距风力机及其控制方式

　　变桨距调速是现代风力发电机主要的调速方式之一，如图

1 所示为变桨距风力发电

机的简图。调速装置通过增大桨距角的方式减小由于风速增大使叶轮转速加快的趋势。当
风速增大时，变桨距液压缸动作，推动叶片向桨距角增大的方向转动使叶片吸收的风能
减少，维持风轮运转在额定转速范围内。当风速减小时，实行相反操作，实现风轮吸收
的功率能基本保持恒定。液压控制系统具有传动力矩大、重量轻、刚度大、定位精确、液压
执行机构动态响应速度快等优点，能够保证更加快速、准确地把叶片调节至预定节距
［

4］［5］。目前国内生产和运行的大型风力发电机的变距装置大多采用液压系统作为

动力系统。

　　图

1 变桨距风力发电机简图

如图

2 所示为变桨距控制器的原理框图。在发动机并入电网之前由速度控制器根据发动

机的转速反馈信号进行变桨距控制，根据转速及风速信号来确定桨叶处于待机或顺桨位
置

;发动机并入电网之后，功率控制器起作用，功率调节器通常采用 PI（或 PID）控制，

功率误差信号经过

PI 运算后得到桨距角位置。

　　图

2 变桨距风力机控制框图

　　当风力机在停机状态时，桨距角处于

90°的位置，这时气流对桨叶不产生转矩;当风

力机由停机状态变为运行状态时，桨距角由

90°以一定速度（约 1°/s）减小到待机角度