风力发电低风速段发电量提升控制技术

中国水电建设集团新能源开发有限责任公司 石文龙 王 稳

中车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部 蒋 韬 陈 刚

一般“低风速地区”被认为是国家气象局发布的我国风能三级区划指标体系中的第三级区域，全国范围内可用低风速资源面积约占全国风能资源的68%，然而低风速风电场由于年平均风速较低，因此研究适用于在役低风速风电项目的增功提效解决方案，进一步挖掘风力发电机组的性能潜力、实现项目收益的最大化十分重要。

NREL（美国可再生能源实验室）、ECN（荷兰风能研究中心）、DTU（丹麦科技大学）等研究机构针对风机在额定以下运行区段的风能捕获增强开展了潜力分析和单机试验，具体包括：转矩控制模态增益对于湍流风能量捕获的影响、偏航控制存在的性能提升潜力、应用独自变桨增加风切变条件下的风能捕获等[1]；Siemens提出多项增功技术，其中Turbine Load Control 2.0（主动载荷控制）技术用于保留优质点位、提升长叶片机型适用风资源等级；Power Boost Function根据不同的风分布及环境温度，可将机组额定功率进一步提升多达5%；High Wind Ride Throuth用于增加高风速段能量捕获[2]。

国内方面，金风推出了Value Plus系列，根据场址风资源条件，将原1.5MW机型额定功率升至最大1.65MW，实现了“可调节整机功率模式”；此外，金风也对风机在冰冻状态下的运行策略进行了实验研究；远景推出了发电优化控制包，具体项点包括Fine pitch control、TSR optimal control、Knee boost、风机起停机优化、偏航策略优化等。

1 技术原理

最优桨距控制。最优桨距角调度优化控制技术提出了一种全功率段调度最优桨距角的控制方法。……