定桨距和变桨距发电机启动过程的比较

通过同一风机的两种工作方式来比较定桨距和变桨距发电机启动过程。

定桨失速调节型风力机在高风速启动时的时间历程，如图7.3所示。

该图显示的数据来自于安装在哥本哈根附近的Elkraft 1MW型示范用风力机上的实际测量值。

该风力机既可以作为失速调节型风力机运行，也可以作为桨距调节型风力机运行。

图中最上面的那条曲线显示的是轮毂高度处的风速，第二条曲线显示的是发电机的转速，最下面的这条曲线显示的是相应的功率随时间的变化情况。

当风机在420s启动时，发电机断开。

随后风轮开始加速直到在t=445s时，发电机立即并网在功率输出中产生一个尖峰。

当该风机作为变桨距发电机运行时。

桨距角可调节的叶片可以发挥气动刹车的作用，在桨距调节型风力机中，无须像失速调节型风力机那样，在叶尖配置气动刹车。

通过调节整个叶片的桨距角就有可能控制叶片的攻角，从而控制功率输出。

通常情况下，通过调节叶片的前缘向上逆风以减少攻角的方式来降低功率，即在攻角的表达式a=φ-0中增加0，此处中是人流角。

人们也可以通过增加攻角的方式，即迫使叶片失速来减少功率输出，这称为主动失速。

由于风的湍流特性，桨距调节型风力机的瞬时功率输出经常超过额定功率，并且这些波动的时间度量要小于调节叶片桨距角所需要的时间，见图7.5。

图7.5显示的是与图7.3相同的风力机的启动过程，但是现在它是作为桨距调节型风力机在运行。

可以看到由于叶片的桨距角从50°逐渐调节到大约15°，因此风力机的启动过程更加平稳，见图中第二条曲线。

如果将一台桨距调节方式运行的风力机启动以后的功率输出时间历程与同一台以失速调节方式运行的风力机进行对比，可以看到当该风力机作为失速调节方式运行时的峰值更小。

因为流波动的时间度量要远远小于叶片节距调节运动的时间度量，桨距调节方式运行的风力机的输出功率有时能跟随桨距角固定的稳态功率曲线。

高风速时，桨距调节型风力机在固定桨距角处的稳态功率曲线比失速调节型风力机的相应稳态功率曲线具有更大的斜率 ，因此就是针对速度区间有更大的变化。

这就是为什么高风速时，失速调节型风力机的功率波动比桨距调节的风力机的功率波动要小的原因。

以上为定桨距和变桨距发电机启动过程的简单比较。