工作狀態(tài)范圍及控制目標根據(jù)風速的不同,風電系統(tǒng)由四個動態(tài)過程構成:啟動、變速運行、變槳距運行、剎車。
部分負荷范圍內(nèi)的機械方式控制,通過效率最優(yōu)方式,控制葉輪轉(zhuǎn)速在風電裝置的部分負荷范圍內(nèi),由于行星排機構的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩關系式為二元一次方程,通過齒圈輸入可調(diào)變矩器,利用變矩器本身輸出隨輸入變化而變化的固有特性,該控制通過液力變矩器的自動調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。
優(yōu)越性分析(1)由于使用傳統(tǒng)齒輪變速箱的風電機組所產(chǎn)生的電壓、電流不穩(wěn)定,需要使用變頻器才能并網(wǎng)發(fā)電,功率損失比較大。
(2)采用可調(diào)液力傳動機械裝置,可以大大簡化電力控制系統(tǒng),整套風力發(fā)電系統(tǒng)成本大大降低。導葉可調(diào)式液力變矩器的工作介質(zhì)是液體,泵輪和渦輪之間無直接的機械接觸而不致磨損,使用壽命長。根據(jù)可調(diào)液力變矩器在挖泥船和化肥設備上應用情況來看,該可調(diào)液力傳動裝置壽命在30~50年以上,而且免維護。
可調(diào)液力變矩器與變頻器相比,具有更高的可靠性。從而提高整個系統(tǒng)的可靠性。
在風力發(fā)電系統(tǒng)中,可調(diào)式液力變矩器并不作為主傳動裝置,而只分流一小部分的功率用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),實質(zhì)為液力變矩器的損失功率。在風力發(fā)電系統(tǒng)中,通過對傳動裝置參數(shù)優(yōu)化設計,結合變速恒頻控制系統(tǒng),使得整個傳動系統(tǒng)效率遠大于單純的液力傳動效率,符合實際應用。
應用展望機械方式的變速恒頻技術在國內(nèi)處于起步研發(fā)階段,國際上也處于開發(fā)階段,具有一定應用前景。
國內(nèi)目前對上網(wǎng)成本有一定要求,上網(wǎng)電的品質(zhì)要求的提高,發(fā)電機組朝大型化方向發(fā)展,機械方式的變速恒頻技術在成本控制,可靠性,上網(wǎng)電的品質(zhì)穩(wěn)定性等方面的優(yōu)勢,使得這一技術將逐步得到大家的認可并獲得一定的應用。