事件边界节点检测在阶段2中的应用

风力机的功率调节是风力发电系统的关键控制技术之一，目前运行中的风力机主要有定桨距失速控制和变桨距控制两种调节方式，而变桨距控制下的发电机变速恒频运行是当前风电机组最主要的运行和控制方式。

1.定桨距失速控制

定桨距风力机的桨叶与轮毂之间为固定连接，其结构简单、性能可靠，但桨叶的迎风角度不能随风速的变化进行调节。这种风力机的功率调节完全依靠叶片自身的气动特性，使得风电机组的输出功率随风速而变化，难以保证额定风速以下风能利用系数较大，特别是在低风速段。

为了在风速变化时也能获得较佳的发电运行效率，这种风力发电系统通常采用两台不同功率、不同极对数的异步发电机来构成。大功率、高转速发电机工作在高风速区，小功率、低转速发电机工作在低风速区，以此种方式来调整功率，使之整体优化。当风速超过额定风速时，则通过叶片的失速或偏航控制来降低功率，以此保持发电机输出功率恒定。

2.变桨距控制(www.xing528.com)

为了尽可能提高风能转换效率，并保证风力机输出功率平稳，需设置桨距角调节机构，以此构成变桨距风力机。变桨距风力机的功率调节一方面依靠叶片固有的气动特性，同时通过对叶片桨距角（气流方向与叶片横截面的弦之间夹角）的调节来实现。额定风速以下时，控制桨距角在0°附近的很小范围内，此时相当于一台定桨距风力机，发电机输出功率将按叶片的气动特性随风速而变化；当功率超过额定功率时，变桨距机构将调整叶片桨距角使发电机的输出功率限制在额定值附近，以此实现恒功率运行。

与定桨距风力机相比，变桨距风力机的启动风速较低，停机时传动系统承受的机械冲击应力相对缓和，但正常工作时，功率调节的速度主要取决于风力机桨距调节系统的灵敏度和机械响应速度。随着风电机组容量的增大，大型风力机的单根叶片已重达数吨，操纵控制如此巨大的惯性体做快速变化相当困难，因此，实际中无法采用变桨距的方式从风力机侧调节风电机组输出功率来响应高频变化的风速。此时，必须利用电磁量变化的快速性控制发电机输出功率，以控制发电机的转矩、进而调节整个风电机组的转矩平衡关系和最终的转速，使风力机的叶尖速比达到最佳［2］，实现最大风能捕获。

比较两类功率调节方式可以看出，定桨距失速控制机构简单、造价低，具有较高的安全系数，利于市场竞争，但失速型风力机叶片结构复杂，成型工艺较难。特别是随着功率的增大、叶片增长，所承受的气动推力增大，失速动态特性不易控制，限制了大风电机组的制造。变桨距控制风力机的叶片桨距角能随风速变化，在启动、正常运行、停机等各种工况下均能按最佳参数运行，确保额定风速以下的工作区运行时发电机有较大的功率输出，高于额定风速以上的高风速区运行时不会过载，发电机也无须过大容量储备等。因此，变桨距风力机在大功率风电机组中占据主流。