变桨控制系统作为风力发电机组的核心部分,承担着功率调节和气动刹车的重要作用。在此方面国外的变桨控制技术水平远超我国,我国拥有世界最大装机容量的风电市场,却没有自己的变桨控制技术,再加上,国家号召风电设备的国产化率要达到70%以上,所以,设计出一种自主知识产权的变桨控制技术是每一个风电人义不容辞的责任。文中首先详细介绍了变桨控制系统的工作原理、结构设计、特点以及在双馈异步发电机组中的功能作用,为实现变桨控制系统国产化奠定坚实的理论基础。然后,深入剖析了GE1.5MW机组国外机组变桨控制系统的工作方式、硬件结构及其设计缺陷和需要改进之处,结合国外变桨控制系统的设计,本文提出了一种更加优化的变桨控制策略,在确定了变桨控制系统稳态参数后,应用自动控制原理中最经典的闭环控制原理和PI控制算法,选取变桨角度的控制作为稳态控制量。在小于额定风速时,未获取最大风能转化率,本文介绍了利用“爬山法”和“增益法”来确定最佳风能利用率下的运行系数。在大于额定风速时,变桨控制系统开始参与功率控制,由于变桨角度与最佳叶尖速比存在一定关系,而最佳叶尖速比与最大风能转化率有关,同样利用事先确定好的增益表,控制桨距角的输出,来实现功率调节。最后,文中通过变桨控制系统的建模,实现了对变桨控制各个环节建立关系,这使得优化的变桨控制策略得以实现。另外,在变桨控制系统元器件的选型方面,文中提出了许多改进方法,比如使用不存在碳刷磨损的交流异步变桨电机,容量大免维护的锂离子电池等方面,都为变桨控制系统的国产化应用提供了重要保障。变桨控制系统的国产化的成功应用,对我国风电整机制造水平的提升起着至关重要的作用,这为我国从风电大国向风电强国的征程上,迈出重要的一步。虽然我们的控制技术与国外相比还存在很大的差距,但我们始终不断探索、不断突破一定会实现变桨控制技术的“弯道超车”。