为解决目前风力发电行业机组设计和选型存在的较多问题,本研究以风况各参数作为关键依据,结合风资源测量技术,将风况分析应用到机组选型设计中。通过对风况各参数的分析,确定风况与风力发电机组性能和载荷的关系,提出了基于风场实际风况的风力发电机组选型设计方法。利用先进的风力发电机组专用设计软件进行了机组在各工况下的载荷分析,结合实际风电场数据进行了选型设计评估,研究结果表明:通过该方法可有效地保证各风场机型选择的合理性和在各风况参数下风力发电机组设计载荷的正确性。

针对变速定桨风力发电机组(wind energy conversionsystem,WECS),提出一种简单有效的全风速功率控制策略,不仅可实现机组在全风速范围内的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)、恒转速以及恒功率控制,还可实现3种工况之间的自然过渡。首先对其工作原理进行详细地分析,并建立一套实验平台,展开实验研究,验证该方法的可行性及存在的问题;随后,进一步提出一种软失速控制策略,对其工作原理和年发电量的损失情况进行详细分析,论证该方法的可行性和优越性,并展开实验研究。通过与全风速控制策略的对比分析发现,软失速控制策略能显著地降低机组在高风速区的瞬态载荷,延长其使用寿命,并能大幅地降低后级变换器和发电机的额定容量,控制成本。