現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電興起于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，從最初的定槳距到現(xiàn)在的變槳距，從恒速恒頻到如今的變速恒頻，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已較為成熟，基本實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組從能夠向電網(wǎng)供電到理想地向電網(wǎng)供電的最終目標(biāo)。

       近年來(lái)變槳距機(jī)組逐漸成為風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型，變槳距是指安裝在輪轂上的葉片可以借助控制技術(shù)改變其槳距角的大小，從而改變?nèi)~片氣動(dòng)特性，使槳葉和整機(jī)的受力狀況大為改善，并使風(fēng)力機(jī)在高風(fēng)速時(shí)可以輸出更多功率且使輸出功率更加平穩(wěn)。槳距角的控制量可以是風(fēng)速、機(jī)組輸出功率或發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，由于精確測(cè)量風(fēng)速十分困難，本文選擇一種由機(jī)組的輸出功率來(lái)控制槳距角的控制策略，通過(guò)仿真驗(yàn)證了這種控制策略的可行性，然后引入一種帶增益調(diào)度控制的控制策略，仿真證明這種控制策略可達(dá)到更好的控制效果。

l 變槳距控制原理
    變速變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制主要通過(guò)兩個(gè)階段來(lái)實(shí)現(xiàn)：在額定風(fēng)速以下時(shí)，保持最優(yōu)槳距角不變，采用最大功率跟蹤法(MPPT)，通過(guò)變流器調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速跟隨風(fēng)速變化，使風(fēng)能利用系數(shù)保持最大，風(fēng)機(jī)一直運(yùn)行在最大功率點(diǎn)；在額定風(fēng)速以上時(shí)，通過(guò)變槳距系統(tǒng)改變槳距角來(lái)限制風(fēng)輪獲取能量，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組保持在額定功率發(fā)電。而對(duì)于定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)，由于其槳距角不能改變，只能通過(guò)風(fēng)機(jī)的失速特性來(lái)降低風(fēng)能的吸收，因此在風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)不能維持額定功率輸出，輸出功率反而會(huì)下降。
    下面的公式是風(fēng)速為V1時(shí)風(fēng)輪捕獲的風(fēng)能P，其中P為空氣密度，S為風(fēng)輪掃掠面面積，CP為風(fēng)能利用系數(shù)，它是葉尖速比λ和槳距角β的函數(shù)。

    由以上幾個(gè)式子可以得到變槳距風(fēng)力機(jī)的(CP一β)特性曲線，見(jiàn)圖1。