2.5.3 額定風(fēng)速以上時(shí)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制

根據(jù)式（2.16），從風(fēng)中所獲得的能量與風(fēng)速的立方呈正比，但從風(fēng)中獲得的能量不能無限增加，在高風(fēng)速狀態(tài)下，能量的獲取和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速都必須考慮到機(jī)組的電氣特性和物理特性的限制。為了防止電氣裝置被損壞，在高風(fēng)速下，應(yīng)限制發(fā)電機(jī)的輸出功率，使之保持為發(fā)電機(jī)的恒定輸出功率。為了防止機(jī)械部件被損壞，超過額定風(fēng)速時(shí)就要采取措施，限制風(fēng)輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其低于某個(gè)極限值，在超過切出風(fēng)速時(shí)應(yīng)該關(guān)停風(fēng)輪機(jī)。

根據(jù)式（2.16），從風(fēng)中所獲得的能量也與風(fēng)輪機(jī)的功率因數(shù)呈正比，因此，要限制額定風(fēng)速以上風(fēng)輪機(jī)的輸出功率也可以通過控制功率因數(shù)來實(shí)現(xiàn)。由前述可知，風(fēng)能功率C_p既是葉尖速比λ的函數(shù)，也是槳距角β的函數(shù)，因此有兩種方法來控制風(fēng)輪的功率因數(shù)，一是通過改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變風(fēng)輪的葉尖速比；二是改變槳距角以改變空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩。

實(shí)際上，變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在高于額定風(fēng)速運(yùn)行時(shí)，也可以將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制和槳距角控制結(jié)合起來使用，這樣雖然增加了額外的槳距角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，提高了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，但由于可以顯著提高傳動(dòng)系統(tǒng)的柔性及輸出的穩(wěn)定性，被認(rèn)為是變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組理想的控制方案。