CN104660129B - 开关磁阻风力发电机控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

开关磁阻风力发电机控制系统及控制方法，控制系统包括风力机、开关磁阻发电机、功率变换器主电路、升降压DC/DC变换器、放电与回馈主电路、控制器、风速仪；风力机连接开关磁阻发电机，开关磁阻发电机与功率变换器主电路连接并受其控制，功率变换器主电路输出连接升降压DC/DC变换器和放电与回馈主电路，升降压DC/DC变换器的输出连接放电与回馈主电路，控制器与除风力机外的全部连接；控制方法在自励方式基础上，励磁电压与发电电压解耦，发电系统低速时利用升降压斩波电路保证有足够的励磁电压，高速时吸收多余电能进入励磁环节，并保持发电电压稳定；该系统及方法能拓宽发电范围、提高发电效率和效益。

Description

开关磁阻风力发电机控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体涉及一种开关磁阻发电机作为风力发电机的控制装置及控制方法。

背景技术

开关磁阻发电机作为风力发电机，目前在国内外已经开始有所涉及。

从励磁方式角度对开关磁阻发电机分类，有自励和他励两种，他励方式输出发电电压相对波动小，较稳定，但依靠外部专门的直流电源，增加了日常维护的成本；自励方式下，励磁电源来自发电电压输出端，但传统自励方式下因励磁电源和发电电源耦合，加之励磁电流在发电机运行时的时有时无，波动大，从而也影响到发电机的输出发电电压和电流波动较大，电能质量低。

目前，风力发电与传统的火力发电、水力发电及核能发电等主要的发电形式相比，发电成本高，年利用小时数低，具体表现为在风速低于或高于一定值后，发电系统必需停机，如果能拓宽风力发电系统的发电宽度，进而可提高发电效益。

开关磁阻风力发电机自励方式下，当风速较高并且发电机转速较高时，因绕组电动势明显高于发电电压而使得发电电流较高，进一步促进发电电压的升高，并且如果此时输电网络耗电量也比较低，发电端输出电容器无法吸收过多电能，从而被迫暂停发电机组的工作；如果采取一定措施，吸收发电电容器的多余电能为开关磁阻发电机励磁所用，同时又降低发电电压值并使其稳定。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明提出了一种开关磁阻风力发电机的控制系统和控制方法，采用自励方式，但励磁电压与发电电压解耦，发电机低速时利用升降压斩波电路保证有足够的励磁电压，高速时吸收多余电能进入励磁环节，并保持发电电压稳定；该系统及方法能拓宽发电范围、提高发电效率和效益。

本发明的技术方案为：

一种开关磁阻风力发电机控制系统，包括风力机、开关磁阻发电机、功率变换器主电路、升降压DC/DC变换器、放电与回馈主电路、控制器、风速仪；其特征是，所述的风力机连接所述的开关磁阻发电机，开关磁阻发电机中的各相绕组与所述功率变换器主电路连接并受其控制，功率变换器主电路输出连接所述的升降压DC/DC变换器，升降压DC/DC变换器的输出连接所述的放电与回馈主电路，放电与回馈主电路也连接功率变换器主电路，所述的控制器与开关磁阻发电机、功率变换器主电路、升降压DC/DC变换器、放电与回馈主电路、风速仪连接；

风力机为可变桨结构；

开关磁阻发电机可变速运行；

功率变换器主电路包括数条励磁与发电支路、发电电容器、母线开关管、起始励磁电源支路；所述的数条励磁与发电支路为两条到五条之间，即对应开关磁阻发电机的相绕组数为两相到五相之间，每条励磁与发电支路有三个端子，最下端为功率变换器主电路的地端，向上连接励磁开关管，所述励磁开关管的正端即上端分出两条支路分别连接开关磁阻发电机的一相绕组和发电电力二极管，所述的相绕组另一端连接续流开关管，并作为发电输出的母线负端同时是所述发电电容器的负极，所述续流开关管的另一端即正端连接所述的发电电力二极管另一端即负端，同时连接到功率变换器主电路发电输出正端母线上，数条励磁与发电支路并联后输出；发电输出正端母线上连接所述的母线开关管一端，母线开关管另一端即负端连接所述的发电电容器正极并输出，发电电容器两端电压即为发电电压，输出给负载；所述的起始励磁电源支路上下分别接发电电压负极和功率变换器主电路的地端，由一支励磁电力二极管和起动蓄电池串联组成，所述起动蓄电池极性为上正下负，所述励磁电力二极管为下正上负；

升降压DC/DC变换器的输入两端分别连接发电电容器的两端，作为升降压DC/DC变换器的输入，升降压DC/DC变换器由DC/AC/DC变换器、Cuk斩波电路、单向电力二极管组成；所述DC/AC/DC变换器的输入两端即为升降压DC/DC变换器的输入两端，DC/AC/DC变换器由逆变电路、隔离变压器、整流电路组成；DC/AC/DC变换器的输出作为所述Cuk斩波电路的输入，Cuk斩波电路输出两端中的正极端先串联所述的单向电力二极管后作为升降压DC/DC变换器的输出正极端与Cuk斩波电路即升降压DC/DC变换器的输出负极端一起连接所述的放电与回馈主电路，单向电力二极管的正端接Cuk斩波电路的输出正极端；

放电与回馈主电路由放电开关管、储能电抗器、回馈电力二极管、储能电容器、储能开关管组成；所述的放电开关管正端连接功率变换器主电路的输出母线正端并经母线开关管连接发电电容器正极，放电开关管另一端连接所述储能电抗器和所述回馈电力二极管的负端，储能电抗器另一端连接功率变换器主电路输出母线负端即与发电电容器负极连接，同时与所述的储能电容器正极和升降压DC/DC变换器的输出正极端连接，储能电容器的另一端即负极端串联所述的储能开关管，储能开关管的另一端即负端与回馈电力二极管的正端连接并一起与功率变换器主电路的地端及升降压DC/DC变换器的输出负极端连接；

母线开关管、全部励磁开关管、续流开关管、放电开关管、储能开关管均为IGBT；

控制器以高性能DSP为核心，接收风速仪的风速信号，开关磁阻发电机转子位置和转速信号，功率变换器主电路中的各相绕组支路电流信号和母线电流、发电电压信号，升降压DC/DC变换器的输出电压信号，放电和回馈主电路的储能电容器电压信号，输出控制母线开关管、各励磁开关管、续流开关管、放电开关管、储能开关管。

一种开关磁阻风力发电机系统控制方法，采取固定发电关断角，及电流斩波控制方式；

在系统初始起动阶段，根据开关磁阻发电机转子位置情况，由起动蓄电池经起动电力二极管提供相绕组励磁电流起动；

运行期间的控制方法，根据检测的母线直流电压和电流，从而计算出输出功率，运行中对系统的控制方法分三个区间：

区间一，当输出功率远小于额定功率，高于最低运行功率时，方法如下：

升降压DC/DC变换器接收发电机输出端的电能并斩波变换为另一直流电压作为发电机相绕组的励磁电源，调节升降压DC/DC变换器中Cuk斩波电路唯一的斩波开关管的PWM占空比，即可在输入电压不变情况下改变输出电压即励磁电压，在输入电压变化时，也可通过调节占空比维持励磁电压不变；

当检测得到正在励磁的相绕组相电流达到给定值时，提前关断励磁开关管并进入发电阶段；当检测得到正在励磁的相绕组相电流在规定的励磁结束时间仍不能达到给定值的话，励磁开关管关断的同时闭合续流开关管，进入续流阶段，相电流由于在绕组无外界电压作用下，电流上升，在规定的续流时间结束前电流达到给定值的话则提前断开续流开关管进入发电阶段，否则达最大续流时间后关断续流开关管仍进入发电阶段；在下一相绕组励磁之前，调节Cuk斩波电路的斩波开关管占空比，使得其输出电压即励磁电压升高，若仍然需要增加续流阶段，则后续相绕组励磁通电前继续升高励磁电压，直至升降压DC/DC变换器所能达到的输出电压最高比例限值；

若升降压DC/DC变换器已达最高限值，发电电压仍然持续降低，风速及发电机转速也持续降低，并且发电电压不能满足负载要求时，系统停机；

区间一期间，储能开关管始终处于断开状态；

区间二，当输出功率在接近额定功率的一定范围内时，方法如下：

若检测得到的储能电容器电压达到作为励磁电源的条件时，闭合储能开关管，利用储能电容器的电能作为励磁电源，升降压DC/DC变换器不工作，即Cuk斩波电路中开关管处于断开状态；若在储能电容器作为励磁电源时励磁电压不足，在增加续流阶段后仍不能满足输出功率接近额定功率区域时，开通升降压DC/DC变换器，与储能电容器一起共同提供励磁电流，其输出电压可调范围内可满足相绕组励磁期间获得给定的相电流情况下，就不进入续流阶段，只有在可调的最高输出励磁电压不能满足励磁阶段的相电流达到给定值时才启用续流开关管进入续流阶段提高相电流；待检测到储能电容器支路的输出励磁电流接近于零时，关断储能开关管，防止占有升降压DC/DC变换器传递过来的电能而削弱励磁电流；

区间三，当输出功率达到或高于额定功率但尚未达到停机条件时，方法如下：

检测发电输出端的发电电容器两侧电压值，即发电电压值，若超出发电电压额定值，则闭合放电开关管，断开母线开关管，使得发电相绕组电流向储能电抗器释放电能即转化为磁能储存于储能电抗器中，发电电压因负载的作用则降低，待降至额定值时断开放电开关管，闭合母线开关管，闭合与储能电容器串联的储能开关管，储能电抗器的磁能此时将沿回路经回馈电力二极管向储能电容器释放充电，判断储能电容器两端储存足够能量具备一定稳定电压达到可作为励磁电源的能力后，储能电容器作为励磁电源向需励磁的相绕组供电，其中，在励磁阶段若相电流在规定的时间内可达给定值，则励磁开关管关断直接进入发电阶段，若不能达到，则在励磁开关管关断的同时续流开关管闭合，通过续流进一步提升相电流，续流期间规定的时间内达到规定的励磁电流值则提前进入发电阶段，否则直至续流所需最长时间点后再进入发电阶段；

区间三期间，检测到储能电容器两端电压可充当励磁电源时，升降压DC/DC变换器关闭无输出；

当风速持续增加，通过变桨控制，风力机系统转速仍然超过了系统所能容纳的最高转速，或输出功率超过最高限值，储能电容器两端电压也达到最高值，发电系统才切出并停机。

在系统起动及运行中，除了(1)当检测到母线电流超过限值时，对母线开关管采取电流滞环控制；(2)当放电开关管闭合时，母线开关管断开；其余时间母线开关管始终处于闭合状态。

本发明所述开关磁阻风力发电机控制系统及控制方法，技术效果主要有：

1、虽然为自励励磁方式，但并没有传统自励方式下发电电压和电流波动大的缺点，通过对升降压DC/DC变换器的控制实现了励磁电压和发电电压解耦，从而提高了系统发电电压的稳定性。

2、提高了发电宽度，在升降压DC/DC变换器、放电与回馈主电路，以及本发明所述的控制方法下，能适应在一定范围内极低和极高风速下系统的正常工作发电；因为在极低转速时，虽然发电电压较低，但经过升降压DC/DC变换器的升压作用，能保证后续励磁电压即励磁电流不降低，从而使得极低风速及极低发电机转速下获得满足要求的发电电压；在高风速及高转速时，发电电容器可能因发电电流的持续增加、发电电压持续走高，超出输出端电网或负载的电压限制，此时采用放电与回馈主电路及其控制方法，实现多余电量的释放，降低发电电压回到正常范围，从而能稳定发电电压，提高系统的发电宽度和效益。

3、发电与回馈主电路的设置，及配合相应的控制方法，除如上所述能释放输出发电电能使得发电电压平稳及适应更高速工况外，因其释放的电能用于发电机的励磁，所以也提高了系统的发电效率。

4、人工参与度低，智能化程度高，尤其适合于环境恶劣，人工不易达到的如荒漠、海岛、海上等地形地区的风力发电。

附图说明

图1所示为本发明的系统结构图。

图2所示为本发明的功率电路结构图。

具体实施方式

图1为本发明的开关磁阻风力发电机系统结构图，风力机1为可变桨变速风力机，风力机1带有增速器，增速后与开关磁阻发电机2转子同轴连接，本实施例的开关磁阻发电机2为四相绕组(分别如图2所示的A、B、C、D)，功率变换器主电路3与开关磁阻发电机2中各相绕组连接；控制器6以高速DSP为核心处理器，它接收风速仪7的风速信号，开关磁阻发电机2的转子位置和转速信号，功率变换器主电路3中的开关磁阻发电机2的各相绕组支路电流信号和母线电流、输出的发电电压信号，升降压DC/DC变换器4的输出电压信号，放电与回馈主电路5的储能电容器C2的电压信号，控制器6综合处理这些信号，输出给全部开关管即IGBT的驱动控制信号，再通过控制器6中各开关管的驱动电路输出控制相应的IGBT开关管。

如图2所示为功率变换器主电路3、升降压DC/DC变换器4、放电与回馈主电路5三者的功率电路具体连接图；功率变换器主电路3包括四条励磁与发电支路(301、302、303、304)、发电电容器C1、母线开关管V1、起始励磁电源支路305，每条励磁与发电支路有三个端子，最下端为功率变换器主电路的地端，向上连接励磁开关管(V2、V4、V6、V8)，各励磁开关管的正端即上端分出两条支路分别连接开关磁阻发电机2的一相绕组(A、B、C、D)和发电电力二极管(D1、D2、D3、D4)，各相绕组另一端连接续流开关管(V3、V5、V7、V9)，并作为发电输出的母线负端同时是发电电容器C1的负极，各续流开关管(V3、V5、V7、V9)的另一端即正端连接相应发电电力二极管(D1、D2、D3、D4)另一端即负端，同时连接到功率变换器主电路3发电输出正端母线上，四条励磁与发电支路并联后输出；输出正端母线上连接母线开关管V1正端，母线开关管V1另一端即负端连接发电电容器C1正极并输出，发电电容器C1两端电压即为发电电压，输出给负载；起始励磁电源支路305上下分别接发电电压负极和功率变换器主电路3的地端，由一支励磁电力二极管D5和起动蓄电池X串联组成，起动蓄电池X极性为上正下负，励磁电力二极管D5为下正上负，励磁电力二极管D5的作用为防止起始励磁电源支路305有反向电流，并保护起动蓄电池X。

升降压DC/DC变换器4由DC/AC/DC变换器401、Cuk斩波电路402、单向电力二极管D6组成；DC/AC/DC变换器401首先把发电电容器C1侧输出的发电电压直流电逆变为高频交流，经隔离变压器后再整流输出给Cuk斩波电路402，隔离变压器主要起到隔离作用，同时经高频交流整流后的直流电质量较高；Cuk斩波电路402含有IGBT开关管，通过对其占空比的调节可改变输出直流电压大小，Cuk斩波电路402输出两端中的正极端串联的单向电力二极管D6的作用是保证电流的单向性，防止放电与回馈主电路5的电能反馈至Cuk斩波电路402。

本实施例的全部开关管均为IGBT。

放电与回馈主电路5由放电开关管V10、储能电抗器L、回馈电力二极管D7、储能电容器C2、储能开关管V11组成。

本发明的实施例开关磁阻风力发电系统起动时，根据开关磁阻发电机2的转子位置传感器的位置信号，由起动蓄电池X经励磁电力二极管D5提供初始励磁电流；起动后运行期间，固定开关磁阻发电机2发电区间的关断角，励磁及续流区间采取电流斩波控制方式；若不受控的发电输出电流过大，由母线开关管V1实施限流保护。

运行期间，开关磁阻发电机2的每相绕组都要必然经历励磁和发电两个阶段，必要时在中间增加续流阶段，以及相对独立的放电及储能的阶段。

当检测到的输出发电电压和母线电流即输出功率远小于额定功率，并高于规定的最低运行功率，升降压DC/DC变换器4工作，接收发电机输出端的电能并斩波变换为另一直流电压作为发电机相应相绕组的励磁电源，调节升降压DC/DC变换器4中Cuk斩波电路402中唯一的斩波开关管的PWM占空比，即可在输入电压不变情况下改变输出电压即励磁电压，在输入电压变化时，也可通过调节占空比维持励磁电压不变，具体根据控制要求决定；期间，根据开关磁阻发电机2转子位置信息，需要某励磁与发电支路工作，检测得到正在励磁的相绕组相电流达到给定值时，提前关断相应的励磁开关管并进入发电阶段；当检测得到正在励磁的相绕组相电流在规定的励磁结束时间仍不能达到给定值的话，励磁开关管关断的同时闭合续流开关管，进入续流阶段，相电流由于在绕组无外界电压作用，电流上升，在规定的续流时间结束前电流达到给定值的话则提前断开续流开关管进入发电阶段，否则达最大续流时间后关断续流开关管仍进入发电阶段；在下一相绕组励磁之前，调节升降压DC/DC斩波变换器的调压开关管占空比，使得其输出电压即励磁电压升高，并重复如上的控制方法，若仍然需要增加续流阶段，则后续相绕组励磁通电前继续升高励磁电压，直至升降压DC/DC变换器所能达到的输出电压最高比例限值；若以上方法中，升降压DC/DC变换器4已达最高限值，发电电压仍然持续降低，风速及发电机转速也持续降低，并且输出电压不能满足负载要求时，则系统停机；这种情况时，储能开关管V11始终处于断开状态，母线开关管V1始终处于闭合状态。

当输出功率在接近额定功率的一定范围内时，若检测得到的储能电容器电压达到作为励磁电源的条件，闭合储能开关管V11，利用储能电容器C2的电能作为励磁电源，升降压DC/DC变换器4不工作(内部各开关管均断开)；若在储能电容器C2作为励磁电源时励磁电压不足，在增加续流阶段后仍不能满足输出功率接近额定功率区域时，开通升降压DC/DC变换器4，与储能电容器C2一起共同提供励磁电流，其输出电压可调范围内可满足相绕组励磁期间获得给定的相电流情况下，就不进入续流阶段，只有在可调的最高输出励磁电压不能满足励磁阶段的相电流达到给定值时才启用续流开关管进入续流阶段提高相电流；待检测到储能电容器支路的输出励磁电流接近于零时，关断储能开关管C2，防止占有升降压DC/DC变换器4传递过来的电能而削弱励磁电流；

当输出功率达到或高于额定功率但尚未达到停机条件时，检测发电输出端发电电容器C1两侧电压值，即发电电压值，若超出发电电压额定值，则进入相对独立的放电及储存阶段，闭合放电开关管V10，母线开关管V1关断，使得发电相绕组电流向储能电抗器L释放电能即转化为磁能储存于储能电抗器L中，此时发电电压因负载的作用则降低，待降至额定值时断开放电开关管V10，同时闭合母线开关管V1，储能电抗器L的磁能此时将沿回路经回馈电力二极管D7向储能电容器C2释放充电，在此之前应闭合与储能电容器C2串联的储能开关管V11，判断储能电容器C2两端储存足够能量具备一定稳定电压达到可作为励磁电源的能力后，它作为励磁电源向需励磁的相绕组供电，其中，在励磁阶段若相电流在规定的时间内可达给定值，则相应励磁开关管关断直接进入发电阶段，若不能达到，则在励磁开关管关断的同时相应续流开关管闭合，通过续流进一步提升相电流，续流期间规定的时间内达到规定的励磁电流值则提前进入发电阶段，否则直至规定的续流最长时间点后再进入发电阶段；这种情况下在有储能电容器C2充当励磁电源时，升降压DC/DC斩波变换器4关闭无输出；

当风速持续增加，通过变桨控制，风力机系统转速仍然超过了系统所能容纳的最高转速，或输出功率超过最高限值，放电及储能的储能电容器C2也达到最高值，发电系统才切出并停机。

在系统起动及运行中，当检测到母线电流超过限值时(源于发电阶段的绕组电流不能实时控制)，对母线开关管V1采取电流滞环控制以限制过大的电流。

Claims (2)

1.一种开关磁阻风力发电机控制系统，包括风力机、开关磁阻发电机、功率变换器主电路、升降压DC/DC变换器、放电与回馈主电路、控制器、风速仪；其特征是，所述的风力机连接所述的开关磁阻发电机，开关磁阻发电机中的各相绕组与所述功率变换器主电路连接并受其控制，功率变换器主电路输出连接所述的升降压DC/DC变换器，升降压DC/DC变换器的输出连接所述的放电与回馈主电路，放电与回馈主电路也连接功率变换器主电路，所述的控制器与开关磁阻发电机、功率变换器主电路、升降压DC/DC变换器、放电与回馈主电路、风速仪连接；

风力机为可变桨结构；

开关磁阻发电机可变速运行；

功率变换器主电路包括数条励磁与发电支路、发电电容器、母线开关管、起始励磁电源支路；所述的数条励磁与发电支路为两条到五条之间，即对应开关磁阻发电机的相绕组数为两相到五相之间，每条励磁与发电支路有三个端子，最下端为功率变换器主电路的地端，向上连接励磁开关管，所述励磁开关管的正端即上端分出两条支路分别连接开关磁阻发电机的一相绕组和发电电力二极管，所述的相绕组另一端连接续流开关管，并作为发电输出的母线负端同时是所述发电电容器的负极，所述续流开关管的另一端即正端连接所述的发电电力二极管另一端即负端，同时连接到功率变换器主电路发电输出正端母线上，数条励磁与发电支路并联后输出；发电输出正端母线上连接所述的母线开关管一端，母线开关管另一端即负端连接所述的发电电容器正极并输出，发电电容器两端电压即为发电电压，输出给负载；所述的起始励磁电源支路上下分别接发电电压负极和功率变换器主电路的地端，由一支励磁电力二极管和起动蓄电池串联组成，所述起动蓄电池极性为上正下负，所述励磁电力二极管为下正上负；

升降压DC/DC变换器的输入两端分别连接发电电容器的两端，作为升降压DC/DC变换器的输入，升降压DC/DC变换器由DC/AC/DC变换器、Cuk斩波电路、单向电力二极管组成；所述DC/AC/DC变换器的输入两端即为升降压DC/DC变换器的输入两端，DC/AC/DC变换器由逆变电路、隔离变压器、整流电路组成；DC/AC/DC变换器的输出作为所述Cuk斩波电路的输入，Cuk斩波电路输出两端中的正极端先串联所述的单向电力二极管后作为升降压DC/DC变换器的输出正极端与Cuk斩波电路即升降压DC/DC变换器的输出负极端一起连接所述的放电与回馈主电路，单向电力二极管的正端接Cuk斩波电路的输出正极端；

放电与回馈主电路由放电开关管、储能电抗器、回馈电力二极管、储能电容器、储能开关管组成；所述的放电开关管正端连接功率变换器主电路的输出母线正端并经母线开关管连接发电电容器正极，放电开关管另一端连接所述储能电抗器和所述回馈电力二极管的负端，储能电抗器另一端连接功率变换器主电路输出母线负端即与发电电容器负极连接，同时与所述的储能电容器正极和升降压DC/DC变换器的输出正极端连接，储能电容器的另一端即负极端串联所述的储能开关管，储能开关管的另一端即负端与回馈电力二极管的正端连接并一起与功率变换器主电路的地端及升降压DC/DC变换器的输出负极端连接；

母线开关管，及全部励磁开关管、续流开关管、放电开关管、储能开关管均为IGBT；

控制器以高性能DSP为核心，接收风速仪的风速信号，开关磁阻发电机转子位置和转速信号，功率变换器主电路中的各相绕组支路电流信号和母线电流、发电电压信号，升降压DC/DC变换器的输出电压信号，放电和回馈主电路的储能电容器电压信号，输出控制母线开关管、各励磁开关管、续流开关管、放电开关管、储能开关管。

2.一种开关磁阻风力发电机系统控制方法，其特征是：

采取固定发电关断角，及电流斩波控制方式；

在系统初始起动阶段，根据开关磁阻发电机转子位置情况，由起动蓄电池经起动电力二极管提供相绕组励磁电流起动；

运行期间的控制方法，根据检测的母线直流电压和电流，从而计算出输出功率，运行中对系统的控制方法分三个区间：

区间一，当输出功率远小于额定功率，高于最低运行功率时，方法如下：

升降压DC/DC变换器接收发电机输出端的电能并斩波变换为另一直流电压作为发电机相绕组的励磁电源，调节升降压DC/DC变换器中Cuk斩波电路唯一的斩波开关管的PWM占空比，即可在输入电压不变情况下改变输出电压即励磁电压，在输入电压变化时，也可通过调节占空比维持励磁电压不变；

当检测得到正在励磁的相绕组相电流达到给定值时，提前关断励磁开关管并进入发电阶段；当检测得到正在励磁的相绕组相电流在规定的励磁结束时间仍不能达到给定值的话，励磁开关管关断的同时闭合续流开关管，进入续流阶段，相电流由于在绕组无外界电压作用下，电流上升，在规定的续流时间结束前电流达到给定值的话则提前断开续流开关管进入发电阶段，否则达最大续流时间后关断续流开关管仍进入发电阶段；在下一相绕组励磁之前，调节Cuk斩波电路的斩波开关管占空比，使得其输出电压即励磁电压升高，若仍然需要增加续流阶段，则后续相绕组励磁通电前继续升高励磁电压，直至升降压DC/DC变换器所能达到的输出电压最高比例限值；

若升降压DC/DC变换器输出电压已达最高限值，发电电压仍然持续降低，风速及发电机转速也持续降低，并且发电电压不能满足负载要求时，系统停机；

区间一期间，储能开关管始终处于断开状态；

区间二，当输出功率在接近额定功率的一定范围内时，方法如下：

若检测得到的储能电容器电压达到作为励磁电源的条件时，闭合储能开关管，利用储能电容器的电能作为励磁电源，升降压DC/DC变换器不工作，即Cuk斩波电路中开关管处于断开状态；若在储能电容器作为励磁电源时励磁电压不足，在增加续流阶段后仍不能满足输出功率接近额定功率区域时，开通升降压DC/DC变换器，与储能电容器一起共同提供励磁电流，其输出电压可调范围内可满足相绕组励磁期间获得给定的相电流情况下，就不进入续流阶段，只有在可调的最高输出励磁电压不能满足励磁阶段的相电流达到给定值时才启用续流开关管进入续流阶段提高相电流；待检测到储能电容器支路的输出励磁电流接近于零时，关断储能开关管，防止占有升降压DC/DC变换器传递过来的电能而削弱励磁电流；

区间三，当输出功率达到或高于额定功率但尚未达到停机条件时，方法如下：

检测发电输出端的发电电容器两侧电压值，即发电电压值，若超出发电电压额定值，则闭合放电开关管，断开母线开关管，使得发电相绕组电流向储能电抗器释放电能即转化为磁能储存于储能电抗器中，发电电压因负载的作用则降低，待降至额定值时断开放电开关管，闭合母线开关管，闭合与储能电容器串联的储能开关管，储能电抗器的磁能此时将沿回路经回馈电力二极管向储能电容器释放充电，判断储能电容器两端储存足够能量具备一定稳定电压达到可作为励磁电源的能力后，储能电容器作为励磁电源向需励磁的相绕组供电，其中，在励磁阶段若相电流在规定的时间内可达给定值，则励磁开关管关断直接进入发电阶段，若不能达到，则在励磁开关管关断的同时续流开关管闭合，通过续流进一步提升相电流，续流期间规定的时间内达到规定的励磁电流值则提前进入发电阶段，否则直至续流所需最长时间点后再进入发电阶段；

区间三期间，检测到储能电容器两端电压可充当励磁电源时，升降压DC/DC变换器关闭无输出；

当风速持续增加，通过变桨控制，风力机系统转速仍然超过了系统所能容纳的最高转速，或输出功率超过最高限值，储能电容器两端电压也达到最高值，发电系统才切出并停机。