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风力发电变桨技术现状分析
作者：刘宇泽陈宇来源：《科学与财富》2015年第33期
摘要：当前，世界主流风力发电机组已经完全由千瓦级机组迈进兆瓦级机组，并有飞速向更高兆瓦的单机容量进军的趋势。这就使得风剪以及湍流等因素对机组的载荷影响愈加明显。因此，采用合理的变桨控制技术显得尤为重要。本文通过对比现今世界风力发电的发展趋势及国内外变桨技术发展现状，总结了变桨研究的方向。
关键词：风电；变桨
1概述
随着风电机组大型化的快速发展，风电机组叶片、传动装置以及发电机等大部件的尺寸也在不断增大，大部件给风电机组带来的不仅是设计和安装方面的挑战，同时也给运行和维护带来了很多无法解决和亟待解决的额问题。变桨距技术对兆瓦级大型风机输出的电能质量具有决定作用，并且装机容量越大，变桨距技术所起到的优化作用也越大。
2国内外变桨控制系统的研究现状
21国外研究现状
国外风电发展比国内要领先多年，近几年发展更加迅速，建立了多个风电相关技术研究机构，比如美国、丹麦、荷兰的风电技术发达的国家纷纷加大投入建立了针对风力发电的各类研究中心。美国国家风能研究中心在风电机组变桨控制领域建立了较为完整的理论体系，同时也积累了丰富的现场运行经验。比如：采用多坐标变换的理论设计独立变桨策略可以降低额外因素产生的载荷，同时也显著降低了风电机组在额定输出功率时的疲劳载荷1；在对风力发电机组进行独立变桨控制系统测试过程中，实现了独立变桨控制能够有效的控制关键机械部件的载荷验证2；提出了采用多变量的前馈控制策略独立变桨控制技术可以极大降低叶片在1P、2P频率下的载荷3。美国可再生能源研究室在同一台风力发电机组上比较了统一变桨距（CPC）和独立变桨距（IPC）的运行状态4，为之后变桨控制领域得研究提供了重要的现场测试经验。
目前，部分国外企业已经逐步在实际的产品中应用独立变桨控制技术。比如，丹麦维斯塔斯公司以及日本三菱重工公司均应用了独立变桨控制技术，在降低部件载荷和提高机组发电量方面都取得了一定成果。
22国内研究现状
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与国际主要发展潮流一致，国内各风电整机制造商也趋于大型化发展，同样，风剪以及湍流等因素对机组的载荷影响愈加明显，降低疲劳载荷及稳定输出功率的问题成为了亟需解决的最为首要的问题5。因此，国内各风电整机制造商和相关研究院所针对独立变桨系统的开发进行了攻坚，同时也取得了r