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额定功率以下： 最优尖速比
状态 参数 Optimal mode gain 参数 优化模型增益 注释 kopt???R5C?/2?3G3 Qd?kopt?2 电机扭矩需求 额定功率以下（扭距-功率曲线） Minimum Generator Speed 最小电机速度 Optimal Mode Maximum 优化最大电机速度 Speed 额定功率以上（变桨策略） Minimum Pitch Angle Maximum Pitch Angle Demand Generator Torque Demand Generator Speed Maximum Generator Speed 传感器参数 Power transducer constant 最小桨距角 最大桨距角 期望电机扭距 期望电机速度 最大电机速度 并网速度 额定转速 叶片设计时指定 叶片设计时指定 额定扭距 额定速度 电机允许的最大速度 电气功率信号用于固有的动态定桨距调节控制器 发电机速度信号用于固有的动态变速控制器，通常设置为0可忽略变换品质动态特性 -8 8 减少稳态误差，过大会使系统的暂态响应有较大的超调和强烈的振荡 改善稳态误差，允许暂态响应有小的甚至没有超调，但响应时间可能很长 防止微分项出现过高频率的增益（0） 减少稳态误差，过大会使系统的暂态响应有较大的超调和强烈的振荡 改善稳态误差，允许暂态响应有小的甚至没有超调，但响应时间可能很长 防止微分项出现过高频率的增益（0） time 功率传感器时间常数 速度传感器时间常数 Speed sensor time constant 桨距角控制（软件控制率限制） Minimum pitch rate Maximum pitch rate 最小变桨率 最大变桨率 比例增益 扭矩控制参Proportional gain 数（PI控制） Integral gain 积分增益 Desaturation time constant 桨距角控制参数（PI控制） Proportional gain 过滤时间常数 比例增益 Integral gain 积分增益 Desaturation time constant 过滤时间常数 基于Matlab的GH bladed软件风机外部控制器设计 34
4.2.2 Supervisory Control 开机 Initial rotor speed Initial pitch angle 初始叶轮转速 初始桨距角 0 90 7.5 0 7.5 90 0.5叶轮转速下降到该值，轴制动使叶轮停止 过速触发空气制动-过速 突然失载—电网掉电 触发空气制动的过速（27） 用于电网掉电或过速的恒定桨距变化率（12） 90 过速触发了轴刹车—过速 失载—电网掉电 触发轴刹车的过速（22） 当叶轮降速到该值时，如果还不知道是电网失电或过速的原因，则由轴刹车使叶轮停止（0.5） 全刹车力矩 从0达到全刹车力矩的时间 90 0 90 Initial pitch rate during 启动阶段初始桨距角start-up 变化率 Generator speed at which 电机入网转速 generator is put on line Final pitch angle in start-up 启动阶段最终桨距角 mode 正常停机 Pitch rate Final Pitch 桨距角变化率 最终桨距角 Rotor speed for cut in of 停机叶轮转速 shaft brake 紧急停机 Emergency pitch trip mode 紧急变桨触发模式（电网掉电/过速） Rotor over speed trip to start 桨距控制开始的叶轮pitching 转速 Emergency pitch rate Final pitch 紧急停机桨距速率 最终桨距角 Emergency shaft brake trip 紧急轴刹车释放模型 mode （电网掉电/过速） Rotor over speed trip for 刹车投入的叶轮速度 brake application （速度控制） Rotor speed for brake 刹车投入的叶轮速度 application for parking （停止） 高速轴刹车特性（线性过度模型） 偏航控制参数 Maximum shaft brake torque 最大轴刹车力矩 Shaft brake ramp time Yaw friction Additional stiction Yaw damping Yaw stiffness 刹车达到最大扭距时间 偏航摩擦力 附加摩擦力 偏航阻尼 偏航刚度 停机后桨距角 停机后叶轮倾角 空转时桨距角 停机 空转 Pitch angle when parked Rotor azimuth when parked Pitch angle for idling
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图4-6 Supervisory Control界面
4.3 外部控制器
Bladed提供完整的内置控制器，既包括正常发电也包括监控系统，但是在实际应用中不同的风机制造商使用的控制算法有很大不同。控制器细节可能显著影响机组的载荷和性能，因此允许用户使用任何期望的控制算法。 Bladed 允许用户自定义控制器进行以下任务：
? 叶片变桨和电机扭距在整个运行范围内的控制，包括正常发电，正常停机和紧急停
机，启动，空转，和停机状态等。 ? 轴刹车和电机接触器控制 ? 机舱偏航控制
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图4-7 Supervisory Control界面
指定控制器，需要设置以下参数： ? Controller code 控制器代码：
? Communication interval 通讯间隔：控制器的时间步长
? External Controller Data 外部控制器数据（可选）：用户在此提供的信息将存放在一
个文件名为DISCON.IN中的文本文件，该文件在当前控制器程序启动后，可以自由的打开和读取。用户可以用此方式传递附加参数到控制器，例如增益、对照表等数据。
外部控制器与Bladed通讯：
? 编译成可执行文件（.EXE）的外部控制器与Bladed模拟数据之间通过共享的二进
制文件来进行信息交换，二进制文件由多个4字节记录组成。 ? 以DLL动态链接库型式编译的外部控制器通过数组进行数据交换。
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5 结论
本文首先介绍了风力发电的历史以及现状包括国际上还有我国的发展情况，接着介绍现在世界上研究风力发电机的一些主要软件，其中包括我用到的Matlab/Simulin软件。接下来就介绍了风力发电机的原理，结构以及特性。通过以上软件知识的学习接下来就通过Matlab/Simulink对风力发电机进行研究和设计，通过Matlab/Simulink里的函数模块和风力发电机原理的计算公式的推算得出子模块，再进一步把子模块连接得到风力发电机的仿真模型，通过模块中的示波器得出的波形和算数式算法的计算结果比较，验证设计的风力发电机仿真模型是正确的。
通过风力发电机原理分析，了解到输入的风的大小是变化的，但输出的功率要保持在一个额定功率，因此通过设计一个外部控制器控制其他两个输入量的大小使风力发电机的输出保持在一个额定的功率，搭建了一个外部控制器，并尝试着进行调试。