如何控制风力发电机的转矩？

图6-54所示是BC段的控制图。例如，发电机转速给定为1030r/min，风力机允许运行的最小功率为-200kW。PI控制器的拉普拉斯形式为

图6-54 转速恒定区转矩控制图（BC段）

由式（6-45）可知，风力机在停机时的转矩为。此时风力发电机的转矩在-1854N·m～K_optω²范围内，按来控制。若T＜-1854N·m，则风力机停机；若T≥K_optω²，则按T_CD=K_optω²输出发电机转矩。这样就可以从BC段平滑地过渡到CD段。

图6-55是DE段的控制图。例如，发电机转速给定为1800r/min，风力机允许运行的最大功率为1600kW，则风力机在停机时的转矩为。风力发电机的转矩在K_optω²～8488N·m范围内，按来控制。若T＞8488N·m，则进入EF段，风力机需要进行变桨控制；若T≤K_optω²，则按T_CD=K_optω²输出发电机转矩。这样就可以从CD段平滑地过渡到DE段。

以上是纯转矩控制方式，从低风速到高风速，先是转矩控制，然后是桨距控制。事实上为了达到良好的控制效果，在额定风速以下时，采取以转矩控制为基础，桨距控制为辅助的控制策略；在额定风速以上时，则以桨距控制为基础，转矩控制为辅助。功率输出对桨距角的变化敏感性很大，从这种程度上说，桨距控制是粗调，转矩控制是微调。对于风速的随机快速变化，只有两者很好地结合起来才能使整机的性能达到最优。因此，桨距控制和转矩控制，可能在整个风速段内都是存在的。

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图6-55 转速恒定区转矩控制图（DE段）

下面是一段在额定风速以下的纯转矩控制程序。