2、变桨距调节型风力发电机
变桨距是指安装在轮毂上的叶片可以借助控制技术改变其桨距角的大小。其调节方法分为三个阶段：第一阶段为开机阶段，当风电机达到运行条件时，计算机命令调节桨距角，直到风电机达到额定转速并网发电；第二阶段当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在零位置不变；第三阶段当发电机输出功率达到额定后，调节系统即投入运行，当输出功率变化时，及时调桨距角的大小，在风速高于额定风速时，使发电机的输出功率基本保持不变。
变桨距调节的主要优点是：桨叶受力较小，桨叶可以做的比较轻巧。由于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捕获风能，多发电力，又可以在高风速时段保持输出功率平稳，不致引起异步发电机的过载，还能在风速超过切出风速时通过顺桨（叶片的几何攻角趋于零升力的状态）防止对风力机的损坏，这是兆瓦级风力发电机的发展方向。其缺点是结构比较复杂，故障率相对较高。
1.2.2 变速恒频风力发电机介绍
风力发电机组也可以根据速度控制方式来分类。根据速度控制可以分为四种类型即定转速鼠笼式异步风力发电机、绕线式异步风力发电机、双馈风力发电机、永磁直驱风力发电机。
由于转子随风速调节能力的限制，并且都要向电网吸收大量的无功功率，定转速鼠笼式异步风电机和绕线式异步风电机的应用越来越少，因此本文重点介绍双馈风力发电机、永磁直驱风力发电机，这两种类型都属于变速恒频风力发电机（Variable Speed Constant Frequency Wind Power Generator）其示意图如图1.5所示。
1、双馈风力发电机
图1.5（a）所示的就是使用广泛的双馈风力发电机，这种风电系统中定子直接与电网相连，转子通过双向变频器与电网连接，可实现功率的双向流动。双馈风力发电机既可以次同步速运行，又可以超同步速运行，变速范围宽，可跟踪最佳叶尖速比，实现最佳风能捕获，提高风电转换效率；它还可对输出的有功功率和无功功率进行控制，优化功率输出，提高了功率因数和电能质量。与恒速恒频风电机组相比，由于它的控制系统比较复杂，转子通过电刷和滑环与变频器连接，因此会降低双馈发电机运行的可靠性，同时由于该种发电机的频率和网侧频率是一种弱耦合关系，转子频率与电网频率之间是通过双PWM变频器转换，存在着谐波污染等问题。
双馈发电机的结构与绕线式异步电机类似，不同的是转子通过变频器与升压变压器和电网连接。当风速变化引起发电机转速变化时，控制转子电流的频率，可使定子频率恒定，当发电机的转速小于定子旋转磁场的转速时，即，处于亚同步状态，此时变频器向发电机转子提供交流励磁，发电机定子发出电能给电网；当时，处于超同步状态，此时发电机同时由定子和转子发出电能给电网，变频器的能量流向逆向；当时，本文来自优|文,论`文'网，
毕业论文 www.youerw.com 加7位QQ324_9114找源文处于同步状态，此时发电机作为同步电机运行，变频器向转子提供直流励磁。由此可知，当发电机的转速变化时，若控制相应变化，可使保持恒定不变，即与电网频率保持一致，也就实现了变速恒频控制。
采用变速恒频双馈发电机系统有如下优点：
（1）允许原动机在一定范围内变速运行，简化了调速装置，调速时减小了设备承受的机械应力。同时使机组控制更加灵活、方便，提高了机组运行效率和稳定性。
（2）调节励磁电流幅值，可调节发出的无功功率；调节励磁电流相位，可调节发出的有功功率。应用矢量控制可实现有、无功功率的独立调节。
（3）需要变频控制的功率仅是发电机额定容量的一部分，使变频装置体积减小，成本降低，投资减少。
正是因为这些优点，使得双馈发电机成为变速恒频风力发电领域应用的主流发电机。常用的双馈发电机目前仍然有滑环和电刷，这是限制单机容量的因素。无刷双馈发电机已经开始在风电中试验，不久将可以应用到风力发电系统中。
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