变桨距风力发电机组的运行状态
风力发电机组 控制系统及SCADA系统
自动运行控制要求
► 1、开机并网控制
当风速十分钟平均值在系统工作区域内，机 械刹车松开，叶片开始变桨，风力作用于风 轮旋转平面上，风机慢慢起动，当转速即将 升到发电机同步转速时，软启动装置使发电 机连入电网呈异步电动机状态，促使转速快 速升高，待软启动结束旁路接触器动作，机 组并入电网运行。
自动运行控制要求
► 伺服驱动单元 ► 紧急变桨蓄电池及监视单元 ► 紧急变桨模块 ► 超速保护继电器 ► 小型断路器,各种继电器及端子板 ► 各种按钮,指示灯及维护开关
轮毂控制柜功能
► 变桨及紧急收桨控制 ► 紧急收桨系统在线检测 ► 超速保护
► 轮毂速度检测
► 变桨轴承和变桨齿轮润滑控制
► 轮毂温度监视
滑环装置
风机运行状态划分
► 运行状态
1）机械刹车松开 2）允许机组并网发电 3）偏航系统投入自动 4）变桨系统选择最佳工作状态 5）发电机出口开关闭合，若风速够大可以 发电，则大、小发电机的相应开关闭合
风机运行状态划分
► 停机状态
1）机械刹车松开 2）偏航系统停止工作 3）叶片收回至90°变桨系统停止工作 4）发电机出口开关闭合，其余开关均断开
机舱控制柜
► 机舱控制柜组成
1.机舱PLC站 电源模块 FASTBUS从站模块 CANBUS主站模块 以太网模块（本地PC维护接口） DIO AIO模块 2.塔基X-Y振动传感器单元PCH 3.紧急故障继电器 4.各种断路器、继电器、开关等
机舱控制柜主要功能
► 手动/自动偏航控制包括液压刹车 ► 气象站数据检测（风速、风向、温度） ► 润滑系统控制
温度记录模块PTAI216
温度记录模块PTAI216有4路模拟输 入和12路PT100传感器输入 ► 单端或差分模拟输入信号 ► 可输入2线Pt100传感器 ► 分辨率14位（AI） / 12位（ Pt100 ） ► 取样时间2.5毫秒（AI） / 600毫秒 （ Pt100 ） ► 输入与系统电隔离 ► 断线监测投入 ► 监测外部电源电压
风力发电机组变桨系统毕业论文
风力发电机组变桨系统的维护与检修毕业顶岗实习报告书专业: 电力系统自动化技术（风电方向）班级：姓名:顶岗实习单位: 金风科技股份有限公司校外指导师傅：校内指导教师:报告完成日期：新疆农业大学2015年6月风力发电机组变桨系统的维护与检修学生姓名：专业班级：学生诚信签名：完成日期:指导教师签收：摘要能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题.传统的化石燃料虽能解决能源短缺的问题，却给环境造成了很大的破坏，而风能具有无污染、可再生、低成本等优点，所以其受到世界各国的重视.可靠、高效的风力发电系统的研发己经成为新能源技术领域的热点。
然而，因为风能具有不稳定性、能量密度低和随机性等特点，同时风电厂通常位于偏远地区甚至海上，自然条件比较恶劣，因此要求其控制系统必须能够实现自动化运行,并且要求控制系统有高可靠性。
所以对风力发电机组尤其是大型风电机组的控制技术及风力发电后期的维护和检修就具有相当重要的意义.本文首先在对风力发电原理，风电机组研究的基础上从变桨距风力机空气动力学研究入手，分析了变桨距控制的基本规律,再结合目前国内主流的变桨距控制技术分别设计出了液压变桨距控制,电动变桨距控制的方案，变桨距风机的维护和检修，最后在此基础上提出了一种较为理想的控制策——半桨主动失速控制。
关键词：变桨距控制，维护,检修目录一顶岗实习简历 (1)二顶岗实习目的 (1)三顶岗实习单位简介 (2)四顶岗实习内容 (3)第一章变桨距系统 (3)1。
1变桨距与定桨距 (5)1。
1.1定桨距 (5)1。
1。
2 变桨距 (5)1.1.3定桨距与变桨距的比较 (5)1。
2 变桨距控制过程 (7)1.3 变桨距风力机组的运行状态分析 (8)1.3.1 启动状态 (8)1.3。
2 欠功率状态 (8)1.3。
3 额定功率状态 (8)1.4 变桨距控制的特点 (9)1.4.1 输出功率特性 (9)1.4.2 风能利用率 (9)1.4.3 额定功率 (9)1.4.4 启动与制动性能 (9)1。
直驱式永磁同步风力发电机变速变桨距控制
直驱式永磁同步风力发电机变速变桨距控制变桨距是最常见的控制风力发电机组吸收风能的方法。
变桨距控制会对所有由风轮产生的空气动力载荷产生影响。
直驱式永磁风力发电机组一旦达到额定转矩，载荷转矩就不能继续增加，但风速还在增加，所以转速也开始增加，应用变桨距控制调节转速，使转速不超过上限，并由变流器保证载荷转矩恒定不变。
通常PI或PID调节器调节桨距角就可以满足要求，在有些情况下要用滤波器对转速误差进行处理，以防止过度的桨距动作。
一、变速变桨距控制概述1.基本控制要求在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能捕捉较多风能，所以这时没有必要改变桨距角，此时的空气动力载荷通常比在额定风速以上时的动力载荷小，也没有必要通过变桨距来调节载荷。
在额定风速以上时，变桨距控制可以有效调节风力发电机组的吸收功率及风轮产生的载荷，使其不超出设计的限定值。
而且为了达到良好的调节效果，变桨距应该对变化的情况作出迅速的反应。
这种主动控制器需要仔细设计，因为它会与风力发电机组的动态特性相互影响。
随着叶片攻角的变化，气流对风轮的作用力也会随之发生改变，这就会导致风力发电机组塔架的振动。
随着风速的增加，为了保持功率恒定，转矩桨距角也随着增加，风轮所受到的力将会减小。
这就使塔架的弯曲减小，塔架的顶端就会向前移动引起以风轮为参照物的相对风速的增加。
空气动力产生的转矩进一步增加，引起更大的调桨动作。
显然，如果变桨距控制器的增益太高会导致正反馈不稳定。
2.主动失速变桨距在额定风速以下时，桨距角设定值应该设置在能够吸收最大功率的最优值。
按照这个原则，当风速超过额定风速时，增大或减小桨距角都会减小机组转矩。
减小桨距角，即将叶片前缘转向背风侧，通过增大失速角来调节转矩，使升力减小，阻力增加，称为主动失速变桨距。
尽管顺桨是更常见的控制策略，但是有些风力发电机组采用主动失速变桨距的方法，通常称为主动失速。
向顺桨方向变桨距比主动失速需要更多的动态主动性，一旦大部分叶片失速，就没有足够的变桨距调节来控制转矩。
风力发电系统建模与仿真
风力发电系统建模与仿真风力发电系统建模与仿真摘要：风力发电作为一种清洁的可再生能源利用方式，近年来在世界范围内获得了飞速的发展。
本文基于风力机发电建立模型，主要完成了以下工作：（1）基于风资源特点，建立了以风频、风速模型为基础的风力发电理论基础；（2）运用叶素理论，建立了变桨距风力机机理模型；（3）分析了变速恒频风力发电机的运行区域与变桨距控制的原理与方法，并给出了机组的仿真模型，为风力发电软件仿真奠定了基础；（4）搭建了一套基于PSCAD/EMTDC仿真软件的风力发电系统控制模型以及完整的风力发电样例系统模型，并且已初步实现风力机特性模拟功能。
关键词：风力发电；风频；风速；风力机；变桨距；建模与仿真1 风资源及风力发电的基本原理1.1 风资源概述（1）风能的基本情况[1]风的形成乃是空气流动的结果。
风向和风速是两个描述风的重要参数。
风向是指风吹来的方向，如果风是从东方吹来就称为东风。
风速是表示风移动的速度即单位时间内空气流动所经过的距离。
风速是指某一高度连续10min所测得各瞬时风速的平均值。
一般以草地上空10m高处的10min内风速的平均值为参考。
风玫瑰图是一个给定地点一段时间内的风向分布图。
通过它可以得知当地的主导风向。
风能的特点主要有：能量密度低、不稳定性、分布不均匀、可再生、须在有风地带、无污染、分布广泛、可分散利用、另外不须能源运输、可和其它能源相互转换等。
（2）风能资源的估算风能的大小实际就是气流流过的动能，因此可以推导出气流在单位时间内垂直流过单位截面积的风能，即风能密度，表示如下：3ω= (1-1)5.0vρ式中,ω——风能密度(2W)，是描述一个地方风能潜力/m的最方便最有价值的量；ρ——空气密度(3/m kg )；v ——风速(s m /)。
由于风速是一个随机性很大的量，必须通过一段时间的观测来了解它的平均状况，一个地方风能潜力的多少要视该地常年平均风能密度的大小。
因此需要求出在一段时间内的平均风能密度，这个值可以将风能密度公式对时间积分后平均来求得。
变桨距机组的控制技术
变桨距机组的控制技术本文对变桨距风力发电机组控制系统的特点以及控制策略分别进行详细介绍。
一、变桨距机组控制系统的特点从空气动力学角度考虑，当风速过高时，只有通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，才能使功率输出保持稳定。
同时，风力机在启动过程中也需要通过改变节距来获得足够的启动转矩。
采用变桨距机构的风力发电机组可使桨叶和整机的受力状况大为改善，这对大型风力发电机组的总体设计十分有利。
目前已有多种型号的变桨距600kW级风力发电机组进入市场。
其中较为成功的有丹麦VESTAS的V39/V42-600kW机组和美国Zand的Z 40-600kW机组。
从今后的发展趋势看，在大型风力发电机组中将会普遍采用变桨距技术。
变桨距风力发电机组又分为主动变桨距控制与被动变桨距控制。
主动变桨距控制可以在大于额定风速时限制功率，这种控制的实现是通过将每个叶片的部分或全部相对于叶片轴方向进行旋转以减小攻角，同时也减小了升力系数。
被动变桨距控制是一种令人关注的可替代主动变桨距限制功率的方式，其思路是将叶片或叶片的轮毂设计成在叶片载荷的作用下扭转，以便在高风速下获得所需的节距角。
但因为所必需的叶片随风速变换而扭转的变化量一般并不与叶片相应的载荷变化相匹配，所以很难实现。
对于独立运行的风力发电机组，发电量的最大化不是主要目标，被动变桨距控制方案有时候被采用，但是这一概念在并网运行的风力发电机组中尚未应用。
变桨距控制主要是通过改变翼型迎角变化，从而使翼型升力变化来进行调节的。
变桨距控制多用于大型风力发电机组。
变桨距控制是通过叶片和轮毂之间的轴承机构转动叶片减小迎角，由此来减小翼型的升力，以达到减小作用在风轮叶片上的扭矩和功率的目的。
变桨距调节时叶片迎角可相对气流连续地变化，以便得到风轮功率输出达到希望的范围。
在90°迎角时是叶片的顺桨位置。
在风力发电机组正常运行时，叶片向小迎角方向变化从而限制功率，一般变桨距范围为90°～100°。
定桨距与变桨距-风力发电机组
定桨距与变桨距－－风力发电机组[b]l 定桨距失速调节型风力发电机组 [/b]定奖距是指桨叶与轮载的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。
失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高于额定风速69，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，来限制发电机的功率输出。
为了提高风电机组在低风速时的效率，通常采用双速发电机（即大/小发电机）。
在低风速段运行的，采用小电机使桨叶县有较高的气动效率，提高发电机的运行效率。
失速调节型的优点是失速调节简单可靠，当风速变化引起的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不作任何控制，使控制系统大为减化。
其缺点是叶片重晏大（与变桨距风机叶片比较），桨叶、轮载、塔架等部件受力较大，机组的整体效率较低。
[b]2 变桨距调节型风力发电机组[/b]变奖距是指安装在轮载上的叶片通过控制改变其桨距角的大小。
其调节方法为：当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节桨距角调到45”，当转速达到一定时，再调节到0“，直到风力机达到额定转速并网发电；在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在0°位置不变，不作任何调节；当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率。
随着风电控制技术的发展，当输出功率小于额定功率状态时，变桨距风力发电机组采用OptitiP技术，即根据风速的大小，调整发电机转差率，使其尽量运行在最佳叶尖速比，优化输出功率。
变桨距调节的优点是桨叶受力较小，桨叶做的较为轻巧。
桨距角可以随风速的大小而进行自动调节，因而能够尽可能多的吸收风能转化为电能，同时在高风速段保持功率平稳输出。
缺点是结构比较复杂，故障率相对较高。
[b]3 主动失速调节型风力发电机组 [/b]将定桨距失速调节型与变桨距调节型两种风力发电机组相结合，充分吸取了被动失速和桨距调节的优点，桨叶采用失速特性，调节系统采用变桨距调节。
风力发电机组及应用：第六章变桨距系统
变桨系统分布结构
变桨电机1
90度限位开关 0度接近开关
旋转编码器 电磁刹车 动力电源线
变桨柜1
滑环
连接器
变桨电机2
90度限位开关 0度接近开关
旋转编码器 电磁刹车 动力电源线
变桨柜1
变桨电机3
90度限位开关 0度接近开关
旋转编码器 电磁刹车 动力电源线
变桨柜1
变桨系统驱动原理
状态 自动/手动切换
编 码 电机 器
机械部分
减速比 减速机
回转支承 及小齿
叶片 齿数比
回转支承内齿圈
变桨距系统
电动变桨距伺服系统
电动变桨距系统就是可以允许三个叶片独立实现变桨，它
提供给风力发电机组功率输出和足够的支承刹外圈车制动能力，这样可
以避免过载对风机的破坏。
传感器
内齿圈
放大器
内
齿
实现对叶片 的节距角的
位置1：变桨限位撞块与变桨轴承连接时定位导向 螺钉孔。
位置2：顺桨接近撞块安装螺栓孔，与变桨限位撞 块连接。
位置3：变桨限位撞块安装螺栓孔，与变桨轴承连 接。
极限工作位置撞块和限位开关
变桨超级电容
❖ 型号：4-BMOD2600-6 ❖ 额定电压：60VDC ❖ 总容量：125F ❖ 总存储能量：150kJ ❖ 四组串联 ❖ 单组电容电压：16VDC ❖ 单组电容容量：500F
第六章 变桨系统
变桨系统
液压驱动 变桨系统
电动驱动 变桨系统
变桨控制器
变桨系统维护
变桨距系统
变桨距系统是对叶片的桨距角进行调解以控制风轮对风 能吸收的装置。
作用：
❖当风机启动时，可以通过变桨距来获得足够的启动转 矩；
风力发电机组变桨距控制策略
2023-11-10CATALOGUE 目录•风力发电机组简介•变桨距控制策略的基本理论•变桨距控制策略的实现方法•变桨距控制策略的优化方法•变桨距控制策略在实际中的应用及案例分析01风力发电机组简介风力发电机组的基本构造风力发电机组的核心部件，由叶片和轮毂组成，用于捕捉风能并将其转化为机械能。
风轮齿轮箱发电机塔筒连接风轮和发电机的重要部件，将风轮的转速提升到发电机所需的速度。
将机械能转化为电能的重要部件，由定子和转子组成。
支撑风轮和发电机的高耸结构，通常由钢铁或混凝土制成。
风力发电机组通过旋转的风轮捕捉风的动能，并将其转化为机械能。
风的捕捉机械能的转化电能的产生机械能通过齿轮箱的传递，将转速提升到发电机所需的速度。
发电机将机械能转化为电能，通过电缆输送到电网。
03风力发电机组的运行原理0201按风向分类水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组。
水平轴风力发电机组的风轮轴与地面平行，而垂直轴风力发电机组的风轮轴与地面垂直。
风力发电机组的分类按容量分类小型、中型和大型风力发电机组。
小型风力发电机组的功率通常在几百瓦到几千瓦之间，中型风力发电机组的功率在几兆瓦到几十兆瓦之间，而大型风力发电机组的功率通常在几百兆瓦到几兆瓦之间。
按运行原理分类恒速风力发电机组和变速风力发电机组。
恒速风力发电机组的风轮转速保持不变，而变速风力发电机组的风轮转速可以根据风速进行调整。
02变桨距控制策略的基本理论变桨距控制是一种用于调节风力发电机组功率输出的技术，通过改变桨叶的桨距角实现对风能捕获的优化控制。
在风速较高时，通过减小桨距角增加风能捕获，以提升发电机组的功率输出；在风速较低时，通过增大桨距角减小风能捕获，以避免过度捕获风能导致发电机组振动和疲劳损坏。
变桨距控制的概念和意义变桨距控制系统的基本结构变桨距控制系统主要由传感器、控制器和执行器组成。
传感器负责监测风速、风向和发电机组运行状态；控制器根据传感器信号和预设的控制逻辑对执行器进行指令输出；执行器根据指令调整桨叶的桨距角。
变速变桨距风力发电机组控制方法研究
在 风 速较 低 ， 电机输 出功率 未 达 到额定 功 率 发 时， 应尽 可能将 风 能转 化 为 输 出 的电 能 。从 图 １可 以看 出 ， 在桨 叶节距 角 卢＝ 。 ， ０ 时 Ｃ 相对 最 大 （ 由于
桨 叶形 状设计 ， 一般 节距 角 卢＝３ 时 ， 大 ） 。 Ｃ能全 部被 风轮 吸收利用 。 由空 气 动力学 方面 的知识 可得 风力 机 的机 械输 出功率 ：
Ｐ ＝ ， 詈ｃ（ 卢 Ａ）
Ａ：
ｔ ７
使 输 出功率稳 定在额 定功 率附近 。
式中： ｐ为空 气 密 度 ； 为风 轮 半 径 ； 为风 速 ； Ｒ ｔ Ｊ Ａ为 叶尖速 比 ； 为桨 距角 ； 为风轮 旋转 角速 度 ；Ｄ ｔ ｏ ｃ 为 风 能利用 系 数 ， 是 叶 尖 速 比 Ａ 和 桨 距 角 卢 的 函 它 数。 （ 卢 ０２（ Ａ，）： ．２
第２ ６卷
第 ２期
甘肃科 技
Ｇａ ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｎ ｕ Ｓｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ
Ｚ２ ．６
Ⅳ０ ２ ．
２１ ０ ０年 １月
Ｊｎ ａ． ２ Ｏ Ｏｌ
变 速 变 桨 距 风 力发 电机 组控 制方 法研 究
雷晓梅
（ 兰州交通大学 ， 甘肃 兰州 ７０ ７ ） ３０ ０
终结 果表 明 ， 控制 曲线与预期要求一致 。 关键词 ： 变速恒频 ； 风力机组 ； 变桨距控制 ； 仿真
中图 分 类 号 ：Ｍ ６ Ｔ ７１
② 对于 任意 的叶尖 速 比 Ａ， 叶节 距角 ＝ 。 的风 桨 ０时
１ 风力机空气动力学特性分析
在外界 风力 的作 用下 ， 轮旋转 产生机 械能 ， 风 带
风力发电机组基本结构与工作原理
电气工程新技术专题题目：风力发电机组基本结构与工作原理及其控制技术专业：电气工程及其自动化班级：*********姓名：*********学号：*********指导老师：*********本周的电气工程新技术专题中，主要讲解了一些关于风力发电机组的基本姐与工作原理方面的知识，使我们对此有了初步的认识，下面我将简单叙述一下我对风力发电机的了解。
风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。
广义的说，它是一种以太阳微热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。
风力发电机利用的是自然能源，相对柴油发电要好得多。
但若应急来用的话还是不如柴油发电机。
风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。
一、风力发电机的基本结构风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。
各主要组成部分功能简述如下：（1）叶片叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。
（2）变浆系统变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。
（3）齿轮箱齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。
（4）发电机发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。
转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。
（5）偏航系统偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。
同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行。
（6）轮毂系统轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上。
轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。
（7）底座总成底座总成主要有底座、下平台总成、内平台总成、机舱梯子等组成。
通过偏航轴承与塔架相连，并通过偏航系统带动机舱总成、发电机总成、变浆系统总成。
风力发电系统变桨距的控制
风力发电系统变桨距的控制风力发电是一种可再生的清洁能源，越来越受到世界各地的重视和广泛应用。
在风力发电系统中，变桨距的控制是实现高效能量转换和保证系统安全运行的关键因素之一。
变桨距是指风力发电机组中的桨叶与风向之间的角度，也是调节风力发电机组输出功率的重要手段。
通过调整变桨距，可以使桨叶在不同风速下获得最佳的工作状态，从而实现最高的发电效率。
同时，变桨距的控制还可以根据风速变化，及时调整桨叶的角度，以避免过大的风力对系统造成损害。
在风力发电系统中，变桨距的控制主要通过控制系统实现。
控制系统根据风速的变化，通过传感器采集实时的风速信息，并将其与预设的风速范围进行比较。
当风速超过预设范围时，控制系统会自动调整桨叶的角度，以减小桨叶受力面积，降低风力对系统的影响。
相反，当风速过低时，控制系统会使桨叶保持较大的角度，以保证风力发电机组能够正常工作。
为了提高变桨距的控制精度和响应速度，现代风力发电系统通常采用先进的控制算法和高性能的控制器。
其中，模糊控制、PID控制和最优控制是常用的方法。
模糊控制基于经验规则，通过模糊逻辑和模糊推理来实现对变桨距的精确控制。
PID控制则根据当前误差、误差变化率和误差累积量来调整控制器的输出，以实现系统的稳定控制。
最优控制则通过数学模型和优化算法，寻找最佳的控制策略，以实现系统性能的最优化。
总之，风力发电系统中变桨距的控制对于提高发电效率和保证系统安全运行至关重要。
通过合理选择控制方法和优化控制算法，可以实现变桨距的精确控制，并最大限度地发挥风力发电系统的能量转换能力。
未来，随着科技的不断进步和控制技术的不断创新，风力发电系统的变桨距控制将更加智能化和高效化，为可持续发展提供更多清洁能源。
风力发电机组变桨距
风力发电机组变桨距风力发电机组变桨距是指风力发电机组中的风轮叶片相对于机组塔身的距离，也即叶片的长度。
变桨距的确定对风力发电机组的性能和发电量有着重要的影响。
变桨距的选择与风力条件有关。
一般来说，风速较大的地区，变桨距可以较长，这样可以有效捕捉更多的风能，提高发电效率。
而风速较小的地区，变桨距应相对较短，这样可以增加叶片的灵敏度，使其在较低的风速下也能转动并发电。
同时，根据气候季节的变化，也可根据风速的预测数据来调整变桨距，以适应不同风速下的发电要求。
另外，变桨距的选择也需要考虑到机组的结构、材料以及叶片的设计等因素。
在机组结构上，变桨距需要考虑到叶片与塔身之间的空间以及转动的平衡性，避免叶片过长导致机组的不稳定性。
在材料上，需要选择强度高、耐疲劳性好的材料，以确保叶片在长期运行中可以承受风力的作用。
另外，叶片的设计也需要考虑到变桨距的合理性，以保证风力能充分地被叶片捕捉到。
在实际运行中，变桨距还需要根据实际的发电情况进行调整。
通过监测风速、发电功率以及旋转速度等参数，可以确定不同风速下的最佳变桨距。
通过控制变桨距，可以使风力发电机组在各种风速下都能够充分地利用风能，提高发电效率。
需要注意的是，变桨距的设计和调整需要综合考虑多个因素，包括地理气候条件、机组结构和材料以及发电要求等。
只有在这些因素的综合考虑下，才能确定最佳的变桨距，以提高风力发电机组的性能和发电量。
总而言之，风力发电机组变桨距的选择不能简单地根据某一个因素进行决定，而是需要综合考虑多个因素。
只有在合理的变桨距下，才能够充分利用风能，提高风力发电机组的效率和发电量，为可再生能源的发展做出贡献。
风力发电机组变桨距
风力发电机组变桨距风力发电机组变桨距：随着国家新能源发展战略的提出和实施，我国风电产业进入跨越式发展的阶段。
本文从分析我国风力发电的现状出发，在总结分析风力发电技术发展的基础上，对我国风电发展过程中存在的主要问题进行了探讨分析，提出了相关建议。
关键词：风力发电；现状；技术发展能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。
常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。
因此，对可再生能源的开发利用，特别是对风能的开发利用，已受到世界各国的高度重视。
风电是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展风电这一清洁能源已成为世界各国的战略选择。
我国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。
近年来我国风电产业及技术水平发展迅猛，但同时也暴露出一些问题。
总结我国风电现状及其技术发展，对进一步推动风电产业及技术的健康可持续发展具有重要的参考价值。
1我国风力发电的现状202*年2月，我国国家立法机关通过了《可再生能源法》，明确指出风能、太阳能、水能、生物质能及海洋能等为可再生能源，确立了可再生能源开发利用在能源发展中的优先地位。
202*年12月，我国政府向世界承诺到202X年单位国内生产总值二氧化碳排放比202*年下降40%~45%，把应对气和变化纳入经济社会发展规划，大力发展包括风电在内的可再生能源与核能，争取到202X年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。
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随着新能源产业成为国家战略新兴产业规划的出台，风电产业迅猛发展，有望成为我国国民经济增长的一个新亮点。
我国自上世纪80年代中期引进55kW容量等级的风电机投入商业化运行开始，经过二十几年的发展，我国的风电市场已经获得了长足的发展。
到202*年底，我国风电总装机容量达到2601万kW，位居世界第二，202*年新增装机容量1300万kW，占世界新增装机容量的36%，居世界首位[1,2]。
可以看出，我国风电产业正步入一个跨越式发展的阶段，预计202*年我国累计装机容量有望突破4000万kW。
变桨距调节的工作原理
变桨距调节的工作原理风力发电机组的叶片一般由几片叶片组成，叶片的角度决定了它们接收到的风力大小。
在风力发电机组运行过程中，风速的变化导致叶片所接收到的风力大小也会不断变化。
如果风速较小，叶片可以通过调小桨距来提高转速；如果风速较大，叶片可以通过调大桨距来减小转速。
因此，有效地调节叶片的桨距可以使风力发电机组在不同的风速条件下都能够保持最佳的转速工作，提高发电效率。
1.风速测量：为了准确地了解风速，风力发电机组通常会安装风速传感器，用于实时测量风速。
2.桨距调节装置：风力发电机组的桨距通常由调节装置控制。
调节装置一般由液压系统组成，利用液压油缸来调整叶片的角度。
液压油缸接收控制系统的信号，根据风速和其他相关参数的变化，控制叶片的桨距进行调节。
3.控制系统：风力发电机组的控制系统起着关键的作用，能够根据风速和其他相关参数对桨距进行精确和实时的调节。
控制系统一般是由风力发电机组的主控柜、传感器、执行机构和监测系统等组成。
通过分析风速传感器采集到的信号，控制系统能够判断当前风速环境，并根据预设的规则和算法，发出相关指令控制桨距调节装置进行相应的调节。
4.桨距调节策略：不同的发电机组会采用不同的桨距调节策略。
常见的策略有固定桨距策略、最大功率追踪策略和最佳历史桨距策略等。
固定桨距策略是将叶片的桨距设置为固定值，无论风速如何变化，叶片的角度不会改变。
最大功率追踪策略是根据当前风速环境追踪出最大功率点，将叶片的桨距调节到最佳状态以获取最大输出功率。
最佳历史桨距策略则是根据历史风速和功率数据，通过预测风速变化趋势，调节桨距以提前响应风速的变化，保持在最佳工作状态。
总的来说，变桨距调节的工作原理是通过风速测量、桨距调节装置、控制系统和桨距调节策略等相互协作，根据风速的变化实时调整叶片的桨距，使风力发电机组保持在最佳工作状态，提高发电效率。
这是一项关键的技术，对于提高风力发电机组的整体性能和可靠性具有重要意义。
变桨距风力发电机特殊运行状态的仿真实验
为负值后逐渐稳定在一个负值 ， 开始吸收电网功率。 总之， 本文的仿真实验关注于风力发电机的特殊 状态 ， 并提出了基于Ｆ ｓ 平台进行仿真的实验方法， ＡＴ
对 于我国风力 发电机 的研 究和设 计有一定 的意义 。
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的电磁功率在Ｍ Ｔ Ａ 软件中绘制出图７ 图８ ＡＬＢ 、 。
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１ 顺桨关机一叶片顺桨失败 ） 在顺桨关机 的过程 中， 如果一叶片的变桨距系 统失去控制或是遭遇机械故正常关机。
仿真过程 中， 控制其 中一个叶片始终保持运行 时 的桨 距 角 ，而另 两个 叶 片 的桨距 角在 ５ ５ｓ ｌ 阶段
从 １ ４线性 变化 至顺 桨 。同正 常关 机 过程 一样 ， ．。 ５ 控
制发电机在 当其 电磁功率减为０ ，切断其与 电网 时
的联系。仿真结束后 ， 所选观测量风力发电机的转
机 的作用 。
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２ 口
图９ 顺 桨 关机一 叶片顺 桨 失败过 程 中发 电机 转速 变化 曲线
从图９ 中可看出 ， 后 风轮 的转 速开始下降 ， ５ｓ
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Ｃｌａ ｅ ｇ ｅ ｎ Ｅｎ ｒ ｙ
第 ２卷 ７
第３ 期
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子转速 （ 即低速轴转速 ）与发 电机的 电磁功率在 Ｍ Ｔ Ａ 软件中绘制出图９ ＡＬＢ 。
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从 图７ 中可看 出 ，９ｓ 风力 发 电机 由于失 去 了 后
变桨距系统在风力发电机组中的应用
谢谢
3
整叶片角度，降低机
组受损风险
2 变桨距系统的应用
风力发电机组的类型
水平轴风力发电机组 混合型风力发电机组 潮汐能风力发电机组
垂直轴风力发电机组 漂浮式风力发电机组 波浪能风力发电机组
变桨距系统在风力发电机组中的应用
变桨距系统可以 调节叶片的桨距 角，以适应不同 的风速和风向
01
04
变桨距系统可以 提高风力发电机 组的安全性，降 低事故风险
变桨距系统可以 提高风力发电机 组的发电效率，
降低运行成本
02
03
变桨距系统可以 减少风力发电机 组的机械应力，
延长使用寿命
变桨距系统在风力发电机组中的作用
01 控制风轮转速：通过改变桨距角，实现风轮转速的 调节，提高发电效率
02 优化风能捕获：根据风速和风向的变化，调整桨距 角，提高风能捕获效率
结构优化：通过优化结构设计 降低变桨距系统的重量和成本
智能控制：引入人工智能技术 提高变桨距系统的智能化水平
变桨距系统的市场前景
01 随着风力发电行业的快速发展， 变桨距系统需求持续增长
02 技术进步推动变桨距系统性能 提升，提高市场竞争力
03 政策支持推动变桨距系统在风 力发电领域的应用
04 国际市场对变桨距系统的需求 不断增加，出口市场潜力巨大
变桨距系统可以提高风力发电机组的效率和可靠 性，降低运行成本。
变桨距系统的优势
提高发电效率：通过调整 叶片角度，实现最大风能 1
捕获
降低维护成本：变桨距系 统可以实时监控叶片状态， 4 提前发现潜在问题，减少
停机时间和维护成本
降低噪音：通过优化
2
叶片角度，降低噪音
涨知识风力机的独立变桨距系统
涨知识风力机的独立变桨距系统在风力机调速方式课件中介绍了变桨距调节转速的原理，还介绍了一种简单的离心力桨距调节装置。
现代大中型风力发电机组对叶片的变桨距性能有很高要求，以保证风力机能以最高效率安全的运行，主要有独立变桨距系统与统一变桨距机构。
本课件介绍独立变桨距系统。
变桨距系统要保证风轮叶片在起动状态、正常运行状态、停机顺桨状态能有良好的变桨距角功能，也就是：起动状态：风力机在静止时，桨距角为90度（全顺风）；当风速达到起动风速时，叶片转向45度左右，以获得较大的起动转矩；当风轮转速达到一定速度时，再调节叶片转到0度。
运行状态：在正常运行时，当功率在额定功率以下时，桨距角在0度附近；当功率超过额定功率时，根据计算机命令增大叶片的攻角，并不断调整桨距角使发电机的输出功率保持在额定功率附近，桨距角变化范围在0度到30度之间。
停机顺桨状态：当风机正常停机和快速停机时将叶片顺桨到90度附近，利用叶片的气动阻力将风轮转速降为0。
当停电或出现故障时无需计算机命令能自动进入全顺桨状态，使风力机紧急停机，确保风力发电机组的安全。
本课件介绍的变桨距系统的三组叶片的桨距角变化是受各自的驱动装置控制，同一台风力机的各个叶片可根据不同的控制作出不同的桨距角变化，这种变桨系统称为独立变桨系统，有很好的控制性能。
主要有液压驱动与电动驱动方式。
液压变桨距系统先介绍液压变桨距系统，在风轮的三叉形轮毂上有三个变桨轴承法兰，将与变桨轴承的外圈固定安装，在图1中的三叉形轮毂是剖开的，在两个法兰上已经固定好两个变桨轴承，在其中一个变桨轴承内圈固定着叶片根盘，叶片根部与叶片根盘固定连接，叶片通过变桨轴承可自由转动。
图中有一个液压缸，液压缸内有可伸出的活塞杆（液压杆），活塞杆输出端通过液压杆轴承与叶片根盘上的变桨摇柄连接，活塞杆的伸缩推动叶片根盘转动。
由于变桨摇柄是圆弧运动，液压缸也会随之摆动，所以液压缸是通过一根摆动轴安装在轮毂上的。
图1--液压变桨距系统的液压缸图2是液压缸的活塞杆部分推出时的状态，叶片转动了一定的角度。
2024年风力发电机组的基本工作状态（三篇）
2024年风力发电机组的基本工作状态安全天地网讯风力发电机组总是工作在如下状态之一：①运行状态；②暂停状态；③停机状态；④紧急停机状态。
每种工作状态可看作风力发电机组的一个活动层次，运行状态处在最高层次，紧停状态处在最低层次。
为了能够清楚地了解机组在各种状态条件下控制系统是如何反应的，必须对每种工作状态作出精确的定义。
这样，控制软件就可以根据机组所处的状态，按设定的控制策略对调向系统、液压系统、变桨距系统、制动系统、晶闸管等进行操作，实现状态之间的转换。
以下给出了四种工作状态的主要特征及其简要说明。
(1)运行状态：1)机械刹车松开；2)允许机组并网发电；3)机组自动调向；4)液压系统保持工作压力；5)叶尖阻尼板回收或变桨距系统选择最佳工作状态。
(2)暂停状态：1)机械刹车松开；2)液压泵保持工作压力；3)自动调向保持工作状态；4)叶尖阻尼板回收或变距系统调整桨叶节距角向90方向；5)风力发电机组空转。
这个工作状态在调试风力发电机组时非常有用，因为调试风力机的目的是要求机组的各种功能正常，而不一定要求发电运行。
(3)停机状态1)机械刹车松开2)液压系统打开电磁阀使叶尖阻尼板弹出，或变距系统失去压力而实现机械旁路；3)液压系统保持工作压力；4)调向系统停止工作。
(4)紧急停机状态：1)机械刹车与气动刹车同时动作；2)紧急电路(安全链)开启；3)计算机所有输出信号无效；4)计算机仍在运行和测量所有输入信号。
当紧停电路动作时，所有接触器断开，计算机输出信号被旁路，使计算机没有可能去激活任何机构。
2024年风力发电机组的基本工作状态（二）____年的风力发电机组的基本工作状态可能包括以下方面的变化和改进：1. 功率提升：随着技术的进步和创新，预计未来的风力发电机组的单台装机容量将继续提升，从目前的几兆瓦级别提高到更多的十几兆瓦或更高。
这将进一步提高风力发电的发电能力，降低发电成本。
2. 提高效率：通过改进风力发电机组的设计和组成部件，如叶片、轮毂、发电机和控制系统等，预计未来的风力发电机组效率将得到进一步提高。
变桨距风力发电机组的运行状态
变桨距风力发电机组的运行状态从空气动力学角度考虑。
当风速过高时，只有通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的角度，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，才能使功率输出保持稳定。
同时，风力机在启动过程中也需要通过变距来获得足够的启动转矩。
变桨距风力发电机组根据边距系统所起的作用可分为三种运行状态，即风力发电机组的启动状态（转速控制）、欠功率状态（不控制）和额定功率状态（功率控制）。
1）启动状态变距风轮的桨叶在静止时，节距角为90°，这时气流对桨叶不产生转矩，整个桨叶实际上是一块阻尼板。
当风速达到启动风速时，桨叶向0°方向转动，直接到气流对桨叶产生一定的攻角，风轮开始启动。
在发电机并入电网以前，变桨距系统的节距给定值由发电机转速信号控制。
转速控制器按照一定的速度上升斜率给出速度参考值，变桨距系统根据给定的速度参考值，调整节距角，进行所谓的速度控制。
为了确保并网平稳，对电网产生尽可能小的冲击，变桨距系统可以在一定时间内保持发电机的转速在同步转速附近，寻找最佳时机并网。
虽然在主电路中也采用了软并网技术，但由于并网过程的时间短，冲击小，可以选用容量较小的晶闸管。
为了使控制过程比较简单，早期的变桨距风力发电机在转速达到发电机同步转速前对桨叶节距并不加以控制。
在这种情况下，桨叶节距只是按所设定的变桨距速度，将节距角向0°方向打开，直到发电机转速上升到同步转速附近，变桨距系统才开始投入工作。
转速控制的给定值是恒定的，即同步转速。
转速反馈信号与给定值进行比较。
当转速超过同步转速时，桨叶节距就迎风面积小的方向转动一个角度，反之则向迎风面积增大的方向转动一个角度。
当转速在同步转速附近保持一定时间后发电机即并入电网。
2）欠功率状态欠功率状态是指发电机并入电网后，由于风速低于额定风速，发电机在额定功率以下的低功率状态下运行。
与转速控制道理相同，在早期的变桨距风力发电机组中，对欠功率状态不加控制。
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变桨距风力发电机组的运行状态
从空气动力学角度考虑。
当风速过高时，只有通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的角度，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，才能使功率输出保持稳定。
同时，风力机在启动过程中也需要通过变距来获得足够的启动转矩。
变桨距风力发电机组根据边距系统所起的作用可分为三种运行状态，即风力发电机组的启动状态（转速控制）、欠功率状态（不控制）和额定功率状态（功率控制）。
1）启动状态变距风轮的桨叶在静止时，节距角为90°，这时气流对桨叶不产生转矩，整个桨叶实际上是一块阻尼板。
当风速达到启动风速时，桨叶向0°方向转动，直接到气流对桨叶产生一定的攻角，风轮开始启动。
在发电机并入电网以前，变桨距系统的节距给定值由发电机转速信号控制。
转速控制器按照一定的速度上升斜率给出速度参考值，变桨距系统根据给定的速度参考值，调整节距角，进行所谓的速度控制。
为了确保并网平稳，对电网产生尽可能小的冲击，变桨距系统可以在一定时间内保持发电机的转速在同步转速附近，寻找最佳时机并网。
虽然在主电路中也采用了软并网技术，但由于并网过程的时间短，冲击小，可以选用容量较小的晶闸管。
为了使控制过程比较简单，早期的变桨距风力发电机在转速达到发电机同步转速前对桨叶节距并不加以控制。
在这种情况下，桨叶节距只是按所设定的变桨距速度，将节距角向0°方向打开，直到发电机转速上升到同步转速附近，变桨距系统才开始投入工作。
转速控制的给定值是恒定的，即同步转速。
转速反馈信号与给定值进行比较。
当转速超过同步转速时，桨叶节距就迎风面积小的方向转动一个角度，反之则向迎风面积增大的方向转动一个角度。
当转速在同步转速附近保持一定时间后发电机即并入电网。
2）欠功率状态欠功率状态是指发电机并入电网后，由于风速低于额定风速，发电机在额定功率以下的低功率状态下运行。
与转速控制道理相同，在早期的变桨距风力发电机组中，对欠功率状态不加控制。
这时的变桨距风力发电机组与定桨距风力发电机组相同，其功率输出完全取决于桨叶的气动性能。
3）额定功率状态当风速达到或超过额定风速后，风力发电机组进入
额定功率状态，在传统的变桨距控制方式中，这时将转速控制切换到功率控制，变桨距系统开始根据发电机的功率信号进行控制。
控制信号的给定值是恒定的，即额定功率。
功率反馈信号与给定值进行比较，当功率超过额定功率时，桨叶节距就向迎风面积小的方向转动一个角度，反之则向迎风面积增大的方向转动一个角度。
由于变桨距系统的响应速度受到限制，对快速变化的风速，通过改变节距来控制输出功率的效果并不理想，因此，为了优化功率曲线，最新设计的变桨距风力发电机组在进行功率控制的过程中，其功率反馈信号不再作为直接控制桨叶节距的变量。
变桨距系统由风速低频分量和发电机转速控制，风速的高频分量产生的机械能波动，通过迅速改变发电机的转速来进行平衡，即通过转子电流控制器对发电机转差率进行控制。
当风速高于额定风速时，允许发电机转速升高，将瞬变的风能以风轮动能的形式储存起来；速转降低时，再将动能释放出来，使功率曲线达到理想的状态。