CN117231422A - 一种喷气式风力发电机发电过程的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种喷气式风力发电机发电过程的控制方法，喷气式风力发电机是指风力发电机每片旋转叶片的末端均安装喷气机，并由变频电机驱动，设有应用于低风速的小功率发电机运行模式和高风速的大功率发电机运行模式，每个运行模式均对应于一种额定的风机转速即对应第一与第二风机额定转速；在达到风机额定转速时发电机向外网输出，在未达到或超出风机额定转速时通过变频控制匀速增加或降低喷气机的转速，从而使风机以额定转速运行；发电机的发电机向外网输出功率由输入发电机的励磁电流来决定，当接近风机额定转速时，通过输入励磁电流，直到发电机转速到达额定转速时，停止励磁值上升，维持风机额定转速运行。

Description

一种喷气式风力发电机发电过程的控制方法

技术领域

本发明涉及一种风力发电机发电过程的控制方法(如调速稳恒)，尤其是喷气式风力发电机发电过程的控制方法。

背景技术

由于自然风力的非稳恒输出，现有的风力发电机为双馈或直驱式风力发电机，其输出电能不可能直接为稳频的电能上网，功率输出完全随机不确定稳恒是不可能的(尤其指风场)；现有的风力发电机组在起动前，桨叶处于顺桨状态，桨距角为90°在风速大于切入风速时，桨叶向0°，方向转过一定角度，使桨叶产生攻角，风轮开始进入工作状态。正常运行时桨叶角度一般是0度，当需要停机时，液压或电机开始驱动变桨，使桨叶角变为90度，风机也就停机。

当风轮(风叶)转速达到一定速度时，再调节桨叶转到0°，直到风机达到额定转速并网发电。运行状态:在运行过程中，当功率在额定功率以下时，桨距角保持在0°附近，发电机的功率根据叶片的气动性能随风速变化而变化。当功率超过额定功率时，变桨距机构开始工作改变气流对叶片的攻角，使发电机的输出功率限制在额定值附近。停机顺桨状态:当风机正常停机和快速停机时，在风电机组断开电网前先将叶片顺桨到89°，利用叶片的气动刹车将叶轮转速降低至功率为0。当风机紧急停机时，叶片分别由各自的蓄电池控制完成顺桨操作直至碰到91°限位开关，最后风机采用机械刹车系统使风轮停止转动。

现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分)，同时也使得发电机易于控制,实现稳定的频率和电压输出.偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向,1500千瓦的风机机舱总重50多吨,风轮30吨。风轮沿水平轴旋转,以便产生动力扭距，对变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况而变桨距；在停机时,叶片要顺桨,以便形成阻尼刹车。电变距系统逐步取代液压变距叶片桨叶角进行变距。

现有技术就1500千瓦风机而言,一般在4米/秒左右的风速自动启动,在12米/秒左右发出额定功率.然后,随着风速的增加,一直控制在额定功率附近发电,直到风速达到25米/秒时自动停机。

风能具有波动性，而电网要求稳定的并网电压和频率，风力发电机组通过机械和电气控制为解决这一问题的基本途径。

现有的直驱型机组采用永磁同步发电机或电励磁同步发电机，简化了传动系统，因其转速低，所以极数较多、体积庞大，增大了运输和吊装难度，现有的同步发电机按照励磁方式的不同，有永磁同步发电机和电励磁同步发电机两种，主要用于直驱型和半直驱型风力发电机组。同步发电机的基本结构，由两部分组成：一是静止部分，即电枢称为定子(由励磁机供能)；二是旋转部分，即磁极称为转子。转子磁极由厚为1～5mm的钢板冲片叠成。励磁机，目前采用的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。

现有的风力发电机的双馈异步发电机实质上是一种绕线式转子发电机，由于其定转子都能向电网馈电，故简称双馈电机。双馈电机的转子绕组具有可调节频率的三相电源激励，一般采用交-交变频器或交-直-交变频器供给低频电流。与同步电机相比，双馈电机励磁可调量有三个：一是与同步电机一样，可以调节励磁电流的幅值；二是可以改变励磁电流的频率；三是可以改变励磁电流的相位。通过改变励磁频率，可调节转速；通过调节转子励磁电流的幅值和相位，可达到调节有功功率和无功功率的目的。双馈电机的控制系统可分为三个单元：速调整单元、有功功率调整单元、电压调整单元(无功功率调整)，调节装置复杂，不利于对风力发电机的运行均匀控制。尤其是叶片无飞轮的机械式结构，发电机不停的在调整与风轮之间的同步速度，对齿轮箱、叶片及轴承等大载荷造部件成巨大的伤害。

本发明通过励磁控制器调节发电机的励磁电流，从而实现变速运行时频率恒定，并可满足电网低电压穿越的要求。

喷气式风力发电机励磁同步发电机能够取代现有直驱或双馈式风力发电机。

MW级风力发电机产品可以参照本申请人的CNZL201010522549.9，喷气式风力发电机的设置方法，在风力发电机每片旋转叶片的末端均安装喷气机，喷气装置可以任何一种能输出反冲速度且垂直于旋转叶片终端、与旋转叶片终端的线速度相同或在±20度的范围内，利用反作用力对每片旋转叶片进行加速或减速，喷气装置的反作用力可以正向或反向对风力发电机的转速进行补偿。喷气装置是轴流风机及其它气流或暴发气流的装置。本发明可使风力发电机的效率提高，根据发电机所设定的转速，通过转速传感器，自动调节喷气机的喷气量和转速，将发电机的转速恒定在所设定的转速上，能够确保发电机转速的稳定，发出的电为三相交流高压电，可直接供电上网。是本发明人的在先申请并获得授权，然而喷气式风力发电机虽然是对现有双馈或直驱式风力发电机在原理上的重要进步，然而，实施此技术，制备MW级产品还需要在控制方法上有所改进：需要提出一种喷气式风力发电机发电过程的控制方法。是助力喷气式风力发电机进入实用的关键技术。

发明内容

本发明目的是，提出一种喷气式风力发电机发电过程的控制方法，在发电过程中，喷气机能随风速和用电负荷的变化做出瞬间响应，精确控制同步发电机的转速并将其保持恒速运行，也可以理解为定速巡航，整个发电过程完全处于受控状态，发出来的电为稳频、稳压、三相交流高压电，可直接并网发电。

本发明的技术方案是，一种喷气式风力发电机发电过程的控制方法，喷气式风力发电机是指风力发电机每片旋转叶片的末端均安装喷气机，并由变频电机驱动，喷气装置能输出反冲气流，气流速度垂直于旋转叶片终端，能够利用喷气机的反冲气流将风轮始终保持定速巡航状态，设有应用于低风速的小功率发电机运行模式，和高风速的大功率发电机运行模式，每个运行模式均对应于一种额定的风机转速即对应第一与第二风机额定转速；在达到风机额定转速时同步发电机向外网输出，在未达到或超出风机额定转速时通过变频控制匀速增加或降低喷气机的转速，从而使风机以额定转速运行；

同步发电机向外网输出功率由输入同步发电机的励磁电流来决定，当接近风机额定转速时，通过输入励磁电流，直到发电机转速到达额定转转时，停止励磁值上升，维持风机额定转速运行；

实时监督风速，风速增大转速增大即超过风机的额定转速时，通过励磁电流增加来增加风机的电磁阻尼，也增加风机的输出功率；或同时减低喷气机的转速即降低变频器的频率；

风速减少转速减少即风机低于额定转速时，通过励磁电流减少来减少风机的电磁阻尼，也减少风机的输出功率；或同时增加喷气机的转速即提升变频器的频率。

1)运行中当小功率发电运行模式时，发电机转速小于额定转速值时，喷气机以每秒1-10赫兹的速度上升，升至发电机转速额定转速时，停止上升维持运行；或每秒减少励磁电流一个变量来减少发电机的发电功率，减至发电机额定转速转时，停止励磁下降电流维持运行；

具体而言：运行中当小功率发电机(小功率发电模式时)转速小于额定转速值的一定值1-4转/分时，喷气机以每秒1-10赫兹的速度上升，升至风机的额定转速转时，停止上升维持运行；或转速小于额定转速的值大于1-4转/分，喷气机转速为50赫兹每秒，减少励磁电流一个单位变量(单位变量为满功率输出值的0.5-10％)来减少发电机的发电功率，减至发电机转速1000转/分或额定转速时，停止下降维持运行；(注：升速过程是喷气机反冲气流助推风轮加速，让风轮带动发电机升速到1000转/分或额定转速，喷气机变频器读数50赫兹为上限，减少励磁电流是减少发电机的发电功率减少风轮阻力)；风机的第一额定转速指带动发电机升速到1000转/分，输出频率50赫兹；风机的第二额定转速指带动发电机升速到1500转/分输出频率50赫兹；

2)当小功率模式的发电机转速大于额定转速时，控制喷气机以每秒5±3赫兹的速度下降，降至发电机转速1000转/分或额定转速时，停止下降维持运行；或每秒增加励磁电流一个单位变量来增加发电机的发电功率，增至发电机转速1000转/分或额定转速时，停止上升维持运行。

3)风速上升到达第二风机额定转速时(如7—10米/秒)切换成大功率发电机模式，大功率发电机额定转速是小功率发电机额定转速的1—3倍，大功率发电机额定功率是小功率发电机额定功率的2—6倍；发电机的额定转速差为5‰；

4)大功率发电机模式的喷气机转速调节和励磁电流调节与小功率发电机模式的喷气机转速调节和励磁电流调节的方法相同；

5)在超过额定风速发电机达到额定功率的情况下，风速继续上升则由喷气机协同变桨来应对风速，保持发电机功率输出不超出额定功率。

本发明用常规的4级和6级发电机来描述控制方法，包括2—100级发电机、双馈发电机和直驱发电机其控制方法相同；喷气式风机的待机功能；风机在风速小于12米/秒时，发电机不施加励磁电流，喷气机通过加速助推、减速阻尼、反转反推的方法将发电机的转速控制在额定转速范围内，能够快速响应大电网负荷变化需求和风场风速变化功率调整需求。

发电机AVR控制系统感应出用电负荷变化时，喷气机瞬间作出响应，根据风速喷气机通过加速正推、减速反推、怠速轻推的方式来控制发电机的转速，发电机给出与用电负荷相匹配的励磁电流输出功率。

进一步的，本发明能够用于控制具有多台风力发电机组成的风场，以风机转速控制逻辑作为基础，总功率输出AGC中央控制方法，通过风机之间的并机、脱机、待机的方法控制调节风场总功率在不同风速条件下的最低和最高输出功率，做到精准功率输出上网；

预测风场每个时段的风速，预估风场总功率，按90％功率数值上报电网，核准功率范围；

风场AGC中央控制控制风场所有风机的工作状态启动、运行、并机、脱机、突加、突卸、待机、停机。(注突加、突卸是指风机负荷应变能力)

通过排列组合风机的方法，即时检测总功率，总功率有超出的趋势，即时选择总数中的m台风机待机或停机。

即时检测总功率，总功率有下行的趋势，即时逐渐恢复m台风机运行；

所述的喷气式风力发电机发电过程的控制方法，微网发电与用电端实时互动模式；通过排列组合风机的方法，即时检测总功率，总功率有超出的趋势，即时选择总数中m台风机待机或停机。

即时检测总功率，总功率有下行的趋势，即时逐渐恢复m台风机运行；

本发明能够进行(执行)待机功能，待机原理：风机在风速小于12米/秒时，发电机不施加励磁电流，喷气机通过加速助推、减速阻尼、反转反推的方法将发电机的转速控制在额定转速范围内，能够快速响应大电网负荷变化需求，和风场风速变化功率调整需求；在不超出风机预计功率的条件下，风机始终保持风轮定速巡航的额定转速状态，具有瞬间负荷突加、突卸能力，用电负荷可任意变化；

本发明的每台风机能够利用喷气机的全速正转助推进行快速启动快速发电状态(15秒能达到发电机的额定转速，施加励磁输出功率进入发电状态，而现有的风机技术要20分钟以上才能进入发电状态)。

本发明同步电机的可调量只有一个，即励磁电流的幅值，所以调节同步电机的励磁一般对无功功率进行补偿。同步发电机具有自动电压调整功能(AVR)，自动调节励磁电流得到定子线圈的对应的输出功率，保持发电机输出电压稳定；具有极强短时热过载能力；其强励能力也最强。

有益效果，本发明是对发明人先前的专利进行的进一步改进而得到的优点，喷气式风力发电机加载本发明的方法具有如下优势(一)电的品质好：叶端处的喷气机轻松自如地控制着风轮的转速，始终将发电机的转速控制在1500转/分钟，让风轮保持定速巡航。当风速和用电负荷发生变化时，喷气机瞬间作出响应急加速正推补偿、减速反推阻尼(喷力及励磁两种手段结合)、怠速轻推维持，使整个发电过程完全处于受控状态，发出来的电为稳频、稳压三相交流高压电。(二)发电量高：风轮定速巡航时，叶端速比大，涡流损失小，在扫风面积上流过叶片的气流是没有任何阻力的，得以让叶片充分吸收风能做正功，由被动捕风变为主动捕风，大大的提高了风机的风能利用系数；(三)功率输出稳定：喷气机的牵引力和自身的质量(可达200Kg×3)都集中在风轮的外缘上，风轮在定速巡航时，所产生巨大的转动惯量即飞轮效应，有效的克服了风速的波动，使风机保持恒功率输出。(四)高可靠性：风轮定速巡航时，叶尖处喷气机产生的推力和助力将叶片拉直，避免了叶片挥舞振动、摆振气弹、风机点头振动的问题，同时还避免了风机超速、超载和变速冲的击问题。(五)本发明控制系统强壮，利用成熟的励磁控制和成熟的变频对喷气机的控制：可以再加上风场AGC中央控制系统，自动控制风场所有风机的工作状态，通过风机之间并机、脱机、待机的相互排列组合，做到风场总功率的精准输出，完全服从电网电力调度。

发电效率是传统风机的1.5倍(提高了风轮效率和运行时的最大风能量捕捉)；喷气机杠杆效应(巨大的转动惯量)风轮定速巡航时，叶尖速比大，涡流损失小，在扫风面积上流过叶片的气流是没有任何阻力的，得以让叶片充分吸收风能做正功，由被动捕风变为主动捕风，大大的提高了风机的风能利用系数。风轮定速巡航时，喷气机的牵引力和自身的重力都集中在风轮的外缘上，通过风轮的转动惯量，有效的克服了风速的波动，使风机保持恒功率输出，从而提高了风机的发电效率(控制扰动更低，利于高能效比获得，见图2、3)。当然，这还依赖于发明人风机叶片的全铝合金解决方案。喷气机能够随机最大限度和最大效率捕获电能并且均保证稳恒频率输至电网。

本发明的喷气式风力发电机巧妙的运用了空气动力学和杠杆原理，喷气机设在风力发电机叶片的叶片外端处，喷气机由(单组或多组)透平叶片、涵道、电机为变频电机组成(相当于飞机发动机)，应用于MW级风力发电机喷气机的功率在15KW以上，三支叶片的三台喷气机的总重量500KG以上，安装到本发明人设计的刚性叶片上(视不同的风力发电机功率叶片长度在35米以上甚至达百米以上)，转动惯量可以是传统风力发电机的百倍以上，喷气机的功能是提供反冲气流，通过反冲气流助推或阻尼风轮的旋转速度。喷气机的转速始终围绕着发电机的转速，进行加速、减速、怠速将发电机的转速控制在额定转速范围内，故采用同步发电机。在发电过程中，喷气机能随风速和用电负荷的变化做出瞬间响应，精确控制同步发电机的转速并将其保持恒速运行，也可以理解为定速巡航，整个发电过程完全处于受控状态，发出来的电为稳频、稳压、三相交流高压电，可直接并网发电。喷气机自身所消耗的电能不超过发电量5％，用较小的花费获得巨大的成果，也正因为这样的逆向思维，让风机的发电过程由完全随机变成完全可控，发电机受控才是发电的根本，才得以让风机涅槃重生。风力发电需要更有价值和意义的控制方法。

双馈、直驱风机是被动捕风，始终被风牵着鼻子走，风轮的速度随风速时刻在变化，发电机不停的在调整与风轮之间的同步速度，在保证两者同步速度的前提下抽取电能，以波动的方式输出电能，该电能是随机的，不可控的，对电网是不友好的，也只能随机，否则电就不存在了。当今的风电技术已经发挥到极致，但技术路线的逻辑起点出现偏差，其结果一定是不尽如人意的，电网甚至认为风电是“垃圾能源”。

喷气式风机是主动捕风，用喷气机这个变量来精确控制多个变量达到所需目的，因此喷气式风机的发电过程完全跟火电、水电、柴油机发电如出一辙，只不过是介质不同而已，值得信赖。

传统风机的变速是通过变流器由发电机来执行跟踪风轮的同步速度，对风轮来说变速调节是由轴心发起，所需的力矩是最大(属费力杠杆)，风机在运行中需要频繁变速，从而引发风轮和传动链出现剧烈的顿挫、扭振和冲击，还导致叶片挥舞振动、摆振气弹、共振的问题，此工况具有极大的破坏性，电器系统也同样受到频繁冲击和变流器功能频繁转换，这就是风机故障率高的最主要原因。

喷气式风机的变速是通过叶尖处喷气机来控制的，四两拔千斤的杠杆效应很轻松的实现变速目标，变速过程平滑流畅，给整个传动链和电器系统创造了良好了工况关系，因此风机几乎是无故障的长效运营。汽轮机、水轮机、柴油机速度调节都是由圆周发起，属省力杠杆。

目前电网只能容纳15％的非稳定电源，目前风电占10％，光伏占5％，由于风电输出功率的不确定性，使电网调度运行变得愈加困难，因此“弃风”现象非常严重，全球风电都面临着同样的问题，迄今为止仍然无解，本发明则解决了这个问题，可以保证风力发电机绝大部分的功率稳频上网。

附图说明

图1为本发明控制流程框图；

图2为风力机功率Cp—风轮的风能利用系数与本发明风轮叶尖速比示意图，可以达到理想风轮的风能利用系数；

图3为本发明与普通风机在风速4—10米/秒的功率输出状态示意图，

图4为本发明飞轮效应提高了风机发电效率示意图。

图5为本发明飞轮效应给风机的传动链和电气系统带来了平滑、流畅的效果示意图；

图6为本发明风场AGC中央控制中心上网发电和微网发电示意图。

图7为本发明CNZL201010522549的示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式是基于一台500KW的工业级喷气式风力发电机样机进行的策略控制方法，500KW的风机属大型风机范畴，具有行业代表性。目前申请人已经完成了2000KW整机工艺流程的编制，同时也完成了2WM风机铝合金叶片生产工艺的制定。风机参考图7，喷气机为F，固定在风叶片的尖端为好。

风速等参数(判断阈值)的设定依照申请人所在的江苏镇江的风速情况，如果实用的风场有较大的变化，依照本发明的方法是完全可以调整风速等参数的，变频风机采用英威腾公司的产品，喷气机的电机是本申请人定制，多级叶片和涵道以及风轮、整机是本申请人自制(喷气机类似飞机涡扇发动机结构重量为100KG)，由变频电机驱动及电机能进行正反换向，三只叶片，每支叶片叶尖处安装一只喷气机，叶片的长度为18米本申请人自制，叶片的外型参照现有风力发电机，但采用航空铝合金材料。发电机为同步励磁发电机。励磁电流采用通常的同步发电机调节方式：可调量只有一个，即励磁电流的幅值，所以调节同步发电机的励磁一般对无功功率进行补偿。也可采用自动电压调整功能(AVR)，自动调节励磁电流。

同步发电机的小功率运行模式(风轮转速12转/分)和大功率运行模式(风轮转速18转/分)，这两种模式的发电机有两个方案：第一方案；有两台一大一小两种速度的同步发电机即大发电机为1500转/分和小发电机为1000转/分。第二方案；把大的同步发电机和小的同步发电机集成在一起为同轴双速双功率同步发电机。

(一)、发电机稳定功率输出上网模式——喷气机变频器和发电机励磁电流的控制策略

1、风速4—7米/秒小发电机运行模式(小发电机额定转速为1000转/分)

1.1解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒5赫兹速度递增到40赫兹时，维持等待发电机转速上升，当小发电机转速达到998转时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒50KW±10KW的速度递增，直到发电机转速1000转时，停止励磁值上升，维持运行。

1.2当小发电机转速小于998转/分时，喷气机以每秒5赫兹的速度上升，升至发电机转速1000转/分时，停止上升维持运行。(注：升速过程是喷气机反冲气流助推风轮加速，让发电机升速到1000转/分额定转速对应的喷气机变频器读数为50赫兹为上限)。

1.3当小发电机转速小于997转/分时，喷气机变频器读数为50赫兹，励磁值以每秒20±5KW速度的下降，降至发电机额定转速1000转/分时，停止下降维持运行。(注：降励磁的过程是减少功率输出降低扭矩，让发电机转速升速到1000转/分，风速有变小的趋势。)

1.4当小发电机转速大于1002转/分时，喷气机以每秒5赫兹的速度下降，降至发电机转速1000转/分时，停止下降维持运行。(注：降速过程是减少流出喷气机涵道的气流，阻尼风轮降速，让发电机降速到1000转转/分，喷气机变频器读数35赫兹为下限)。

1.5当小发电机转速大于1003转/分时，喷气机变频器读数为35赫兹，励磁值以每秒20±5KW的速度上升，升至发电机额定转速1000转/分时，停止励磁值上升维持运行。(注：升励磁的过程是提高功率输出增加扭矩，让发电机降速到1000转/分，风速有变大的趋势。)

2、风速7—10米/秒切换成大发电机模式(大发电机额定转速为1500转/

分)；

2.1解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒5赫兹速度递增到40赫芝时，维持等待大发电机转速上升，当大发电机转速达到1498转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100±20KW的速度递增，直到发电机额定转速1500转/分时，停止励磁值上升，维持运行。

2.2当大发电机转速小于1498转/分时，喷气机以每秒5赫兹的速度上升，升至发电机转速1500转/分时，停止上升维持运行。

2.3当大发电机转速小于1497转/分时，喷气机变频器读数为50赫兹，励磁值以每秒50±10KW的速度下降，降至发电机额定转速1500转/分时，停止下降维持运行。(风速有变小的趋势)。

2.4当大发电机转速大于1502转/分时，喷气机以每秒5赫兹的速度下降，降至发电机额定转速1500转/分时，停止下降维持运行。

2.5当大发电机转速大于1503转/分时，喷气机变频器读数为35赫兹，励磁值以每秒50KW±10KW的速度上升，升至发电机额定转速1500转/分时，停止上升维持运行。(风速有变大的趋势)。

3、在运行过程中，风速由小于7米/秒变成大于7米/秒时，由小发电机切换成大发电机模式

3.1此刻将小发电机励磁和输电开关同时关闭。

3.2喷气机以额定转速50赫兹运行，等待大发电机转速上升，当大发电机转速达到1498转时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100±20KW的速度递增，直到发电机额定转速达到1500转/分时，停止励磁值上升维持运行。

3.3进入大发电机模式，按2.2、2.3、2.4、2.5方法执行。

4、在运行过程中，风速由大于7米/秒变成小于7米/秒时，由大发电机切换成小发电机模式

4.1此刻将大发电机励磁和输电开关同时关闭。

4.2喷气机以每秒5赫兹的速度下降，降至小发电机转速达到1002转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒50±10KW的速度递增，直到发电机额定转速1000转/分时，停止励磁值上升维持运行。

4.3进入小发电机模式，按1.2、1.3、1.4、1.5方法执行

5、风速10—25米/秒进入大发电机模式(大发电机以额定转速1500转/分，额定功率运行)

5.1)解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒10赫兹速度递增到40赫兹时，维持等待大发电机转速上升，当大发电机转速达到1498转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100±20KW的速度递增，直到发电机额定转速1500转/分时，停止励磁值上升，维持运行；

5.2当大发电机转速小于1498转/分时，喷气机以每秒10赫兹上升，升至发电机转速1500转/分时，停止上升维持运行(50赫兹为上限)。

5.3当发电机转速大于1502转/分时，喷气机以每秒10赫兹下降，降至发电机转速1500转/分时，停止下降维持运行(10赫兹为下限)。(从50赫兹开始下降，高风速喷气机响应速度要)

5.4当发电机转速大于1503转时，变频器读数为10赫兹，启动变浆(浆距角功率调节范围0—45度)，启动变桨，变浆以每秒2度的速度收浆，收至发电机转速1500转/分时，停止收浆，维持运行。(风速有变大的趋势)

5.5当发电机转速小于1497转/分时，喷气机变频器读数为50赫兹，启动变桨，变浆以每秒2度的速度开浆，开至发电机额定转速1500转/分时，停止开浆，维持运行；(风速有变小的趋势)

6、在运行过程中，风速时而大于10米/秒，时而小于10米/秒

6.1风速小于10米/秒按(一)2.2、2.3、2.4、2.5方法执行。

6.2风速大于10米/秒按(一)5.2、5.3、5.4、5.5方法执行。

叶片迎风面完全迎着风向，浆距角为0度，叶片迎风面完全顺着风向，浆距角为90度。喷气机的加、减速，励磁值的上下变化和浆距角的调节都是围绕着同步发电机的转速进行相互之间的自适应调节。10米/秒为风机额定风速，10—25米/秒的风速为发电机额定功率范围。大于25米/秒风机切出停机。

(二)发电机随机功率输出无限上网模式——喷气机变频器和发电机励磁电流的控制策略

1、风速4—7米/秒小发电机运行模式(小发电机额定转速为1000转/分)

1.1解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒5赫兹速度递增40赫兹，维持等待小发电机转速上升，当小发电机转速达到998转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒50KW±10KW的速度递增，直到发电机转速1000转/分时，停止励磁值上升，维持运行，5秒后喷气机以额定转速(50赫兹)运行。

1.2当发电机转下降到998转/分时，小发电机励磁电流以每秒20±5KW的速度下降，降止发电机转速1000转/分时，励磁电流停止下降，维持运行。

1.3当小发电机转上升到1002转/分时，发电机励磁电流以每秒20±5KW的速度上升，升止发电机转速1000转/分时，励磁电流停止上升，维持运行。

2、风速7—10米/秒切换成大发电机模式(发电机额定转速为1500转/分)

2.1解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒5赫兹速度递增40赫兹维持等待发电机转速上升，当发电机转速达到1498转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100±20KW的速度递增，直到发电机转速1500转/分时，停止励磁值上升，维持运行，5秒后喷气机以额定转速(50赫兹)运行。

2.2当发电机转下降到1498转/分时，大发电机励磁电流以每秒50±10KW的速度下降，降止发电机转速1500转/分时，励磁电流停止下降，维持运行。

2.3当大发电机转上升到1502转/分时，大发电机励磁电流以每秒50KW±10KW的速度上升，升止发电机转速1500转/分时，励磁电流停止上升，维持运行。

3、在运行过程中，风速由小于7米/秒变成大于7米/秒时，由小发电机切换成大发电机模式

3.1此刻将小发电机励磁和输电开关同时关闭。

3.2喷气机以额定转速(50赫兹)运行，等待大发电机转速上升，当大发电机转速达到1498转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100KW±20KW的速度递增，直到发电机转速1500转/分时，停止励磁值上升，维持运行。

3.3进入大发电机模式，按(二)2.2、2.3方法执行。

4、在运行过程中，风速由大于7米/秒变成小于7米/秒时，由大发电机切换成小发电机模式

4.1此刻将大发电机励磁和输电开关同时关闭。

4.2喷气机以每秒5赫兹的速度下降，当小发电机转速达到1002转/分时，喷气机转速停止下降，维持运行，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒50KW±10KW的速度递增，直到发电机转速1000转/分时，停止励磁值上升，维持运行。喷气机恢复到额定转速(50赫兹)运行。

4.3进入小发电机模式，按(二)1.2、1.3方法执行。

5、风速10—25米/秒大发电机模式(大发电机以额定转速1500转/分，额定功率运行)按(一)5.1、5.2、5.3、5.4、5.5执行。

(注：在超额定风速发电机满发的情况下，喷气机结合变浆尽可能的减少变浆的频次并保持发电机满发。如果单独使用变桨进行功率调节的话，调整精度误差很大，功率输出幅度波动也很大。)

6、在运行过程中，风速时而大于10米/秒，时而小于10米/秒

6.1风速小于10米/秒按(二)2.2、2.3、方法执行。

6.2风速大于10米/秒按(一)5.2、5.3、5.4、5.5方法执行。

(一)精准功率输出上网模式

1、预测风场每个时段的风速，预估风场总功率，按90％功率数值上报电网，核准功率范围；风场的输出功率与电网需求的实时响应极为重要；

2、风场AGC中央控制系统，控制风场所有风机的工作状态启动、运行、待机、停机。通过排列组合风机的方法，保质保量的完成功率预测任务。

3、总功率有超出的趋势，即时选择m台风机待机或停机。

4、总功率有下行的趋势，即时恢复m台风机运行或待机

注；待机状态是指风机保持额定转速运行不发电。只有喷气式风机有待机功能，传统风机是不能待机的，会导致严重后果风机飞车。

(二)随机功率输出最大化上网模式

1、电网侧对风场发电功率输出无要求，风场AGC中央控制系统控制风场所有风机的启动和停机。

2、风场所有风机按照(二)发电机随机功率输出无限上网模式——喷气机变频器和发电机励磁电流的控制策略执行，每台风机都以功率最大化输出。

(三)喷气式风力发电机微网发电模式，即微网发电与用电端实时互动模式(适用于蓄水发电、电池储能、电解水制氢、分步式、孤岛等方式)；

1、根据风速预估风场的总功率输出，并向用户端以数显的方式预报负荷最大值和网络实时用电负荷量，在不超出预计功率的前提下，用电端负荷可任意变化。

2、用户端的用电负荷坚决不能超出风场预计的总功率。

3、风场AGC中央控制系统，根据用电负荷的变化排列组合风机来应对,用并机、脱机、待机或功率感应的方法，确保网络用电安全。

4、用负荷达到风场预估总功率输出的90％，网络不再接收新增的负荷

(注：柴油机发电机是通过AVR来感应用电负荷的变化，给出与之相匹配的励磁电流和恰当的油量)。

(四)风场AGC中央控制系统的管理功能

1、风场AGC中央控制系统控制风场所有风机的工作状态；启动、运行、并机、脱机、突加、突卸、待机、停机。监管监控所有风机的工作状态，对有安全隐患的风机作停机处理，并上报其原因。(注:风机各个方面的传感器信号都反馈到风场AGC中央控制系统中)

喷气机通过加、减速保持着风轮定速巡航，所产生的具有飞轮储能特征的转动惯量(风速4—10米/秒风轮线速度220—320Km/小时，喷气机的牵引力和自身的质量200Kg×3都集中在风轮的外缘上，叶片的升力和牵引力的方向一致)，在风波动之间、风间隙之间平滑释放，尽可能缩小或约等于风机在风的峰和谷之间的功率输出波动差距，保持风机以相对稳定的功率输出，不仅大幅度提高风机的发电效率而且对电网很友好。(见图三)

喷气机的加、减速，励磁值的上下变化和浆距角的调节都是围绕着同步发电机的额定转速进行相互之间的自适应调节，适用风机功率1—20MW；10米/

秒为风机额定风速，10—25米/秒的风速为发电机额定功率范围；大于25米/

秒风机切处停机。风机叶片迎风面完全迎着风向，浆距角为0度，叶片迎风面完全顺着风向，浆距角为90度；

风机停机模式；关闭发电机，喷气机以每秒10赫兹的速度下降，降至

10赫兹时，喷气机启动反转以每秒10赫兹的速度升至喷气机额定转速50赫兹反推风轮，等待风轮转速降至3-5转/分时，启动变桨关闭喷气机并将浆距角调整到90度停止，等待风轮转速降至1-2转/分时，打开风机制动完成停机。

(尤其是在高风速时，利用喷气机的反推气流先将风轮的转速降下来，然后在启动变桨，起到保护叶片和传动链的作用)

双馈风力发电机在本发明改造成喷气式风机中的应用(双馈发电机不变，只要发行换装本发明的喷气风力发电机)：在双馈式异步发电机中，无论是定子部分还是转子部分均与电网相连，并且相互之间可以实现能量传递与转换，双馈式异步式风力发电机的运行模式是基于定子以及转子磁场转动速率间所具有的联系将双馈异步式发电机的运行模式划分成下述三种类型：

1.亚同步模式。若定子磁场转动速度明显超过转子，则定子运动产生的功率会略大于转轴输出功率，在这种工作模式下，电网需要借助变频器为转子回路供给电能，而电能输送任务由定子所在电路一方承担。这种工作模式又叫做补偿发电模式。亚同步时转子的机械转速小于发电机的同步转速。双馈变频器对双馈异步发电机的转子进行励磁的最终目的，就是在转子绕组中产生一个旋转的磁场，这个磁场的转速和转子的机械转速合成为转子发电的实际转速，以便达到电机的同步转速。使异步发电机像同步发电机一样运行。此时的能量流动关系是，变频器给转子供电，能量由电网流向转子。定子输出的能量由两部分组成，一是轮毂传递的机械能，一是转子从电网得到的能量。而输送到电网的能量是机械能。

2.同步模式。该工作模式下，转子和定子的磁场转动速度相同，因此转轴输出功率全部由定子提供，而转子不负责提供功率，仅借助变频器输出励磁电流，转子、转轴以及定子处于相同转动状态，同步工作。

3.超同步模式。该工作模式下，定子磁场转速相较于转子而言略低一些，因此定子运动产生的功率略低于转轴输出功率，还有一部分来自于转子。所以在该模式下转子和定子均可得到充分利用，共同工作实现能量转换并将所得电能输送给电网。因此也将其称之为额定风速下发电机的满发工作模式。

本发明将双馈风机硬件更新升级(即将现有双馈风机风轮更换成本发明人在先申请的喷气机风轮总成)，将双馈发电机的亚同步状态、同步状态、超同步状态改成本发明的大小发电机模式进行控制，双馈发电机处于亚同步状态时，变频器只要将转子固有频率合成为50赫兹的频率按小发电机模式执行，同步状态和超同步状态按大发电机功率模式执行(即更换软件用喷气式风机操作系统，本发明的方法为软件总成的核心)。

操作步骤按照(一)、发电机稳定功率输出上网模式——喷气机变频器和发电机励磁电流的控制策略执行；

1、风速4—7米/秒双馈发电机处于亚同步状态转速为1000转/分，转子合成频率为50赫兹。

在保证转子50赫兹频率的前提下，双馈发电机变流器向转子输入补足50赫兹差额的交流频率合成为50赫兹转子频率，即转子固有频率(小于50赫兹)加差额部分频率等于50赫兹，转子差额部分频率由变流器补足。

操作步骤按小发电机功率模式执行(一)1、1.1)、1.2)、1.3)、

1.4)、1.5)、3、3.1)、3.2)、3.3)、4、4.1)、4.2)4.3)。

2、风速7—10米/秒双馈发电机处于同步状态转速为1500转/分，转子频率为50赫兹。

操作步骤按大发电机功率模式执行(一)2、2.1)、2.2)、2.3)、

2.4)、2.5)、3、3.1)、3.2)、3.3)、4、4.1)、4.2)4.3)。

3、风速10—25米/秒双馈发电机为超同步状态，额速为1800转/分，额定功率运行。

3.1)在保证转子50赫兹频率的前提下，双馈发电机变流器向转子输入反向交流电来抵消超出50赫兹的转子频率，即转子固有频率(大于50赫兹)减转子所需50赫兹频率等于变频器输入的反向频率值。双馈发电机的额定功率由1/3为转子功率和2/3为定子功率功率组成，满发是转子功率、定子功率同时向电网馈电。

3.2)解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒10赫兹速度递增到40赫兹时，维持等待发电机转速上升，当发电机转速达到1798转时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100±20KW的速度递增，直到发电机额定转速1800转时，停止励磁值上升，维持运行。

3.3)当发电机转速小于1798转/分时，喷气机以每秒10赫兹上升，升至发电机额定转速1800转/分时，停止上升维持运行(50赫兹为上限)。

3.4)当发电机转速大于1802转/分时，喷气机以每秒10赫兹的速度下降，降至发电机转速1800转/分时，停止下降维持运行(10赫兹为下限)。

3.5)当发电机转速大于1803转/分时，喷气机变频器读数为10赫兹，启动变浆(浆距角功率调节范围0—45度)，启动变浆，变浆以每秒2度的速度收浆，收止发电机额定转速1800转/分时，停止收浆，维持运行。(风速有变大的趋势)

3.6)当发电机转速小于1797转/分时，喷气机变频器读数为50赫兹，启动变浆，变浆以每秒2度的速度开浆，开至发电机额定转速1800转/分时，停止开浆，维持运行。(风速有变小的趋势)

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种喷气式风力发电机发电过程的控制方法，喷气式风力发电机是指风力发电机每片旋转叶片的末端均安装喷气机，并由变频电机驱动，喷气装置能输出反冲气流，气流速度垂直于旋转叶片终端，其特征是，

设有应用于低风速的小功率发电机运行模式，和高风速的大功率发电机运行模式，每个运行模式均对应于一种额定的风机转速即对应第一与第二风机额定转速；在达到风机额定转速时发电机向外网输出，在未达到或超出风机额定转速时通过变频控制匀速增加或降低喷气机的转速，从而使风机以额定转速运行；

包括同步发电机的发电机向外网输出功率由输入发电机的励磁电流来决定，当接近风机额定转速时，通过输入励磁电流，直到发电机转速到达额定转速时，停止励磁值上升，维持风机额定转速运行；

实时监督风速，风速增大转速增大即超过风机的额定转速时，通过励磁电流增加来增加风机的电磁阻尼，也增加风机的输出功率；或同时减低喷气机的转速即降低变频器的频率；

风速减少转速减少即风机低于额定转速时，通过励磁电流减少来减少风机的电磁阻尼，也减少风机的输出功率；或同时增加喷气机的转速即提升变频器的频率。

2.根据权利要求1所述的喷气式风力发电机发电过程的控制方法，其特征是，

1)运行中当小功率发电运行模式时，发电机转速小于额定转速值时，喷气机以每秒1-10赫兹的速度上升，升至发电机转速额定转速时，停止上升维持运行；或每秒减少励磁电流一个变量来减少发电机的发电功率，减至发电机额定转速转时，停止减少励磁电流维持运行；

具体而言：运行中当小功率发电机转速小于额定转速值的一定值1-4转/分时，喷气机以每秒1-10赫兹的速度上升，升至风机的额定转速转时，停止上升维持运行；或转速大于额定转速的值大于1-4转/分，喷气机转速为50赫兹每秒，减少励磁电流一个单位变量，单位变量为满功率输出值的0.5-10％，来减少发电机的发电功率，减至发电机转速1000转/分或额定转速时，停止励磁电流下降维持运行；风机的第一额定转速指带动发电机升速到1000转/分输出频率50赫兹；风机的第二额定转速指带动发电机升速到1500转/分输出频率50赫兹；

2)当小功率模式的发电机转速大于额定转速时，控制喷气机以每秒5±3赫兹的速度下降，降至发电机转速1000转/分或额定转速时，停止下降维持运行；或每秒增加励磁电流一个单位变量来增加发电机的发电功率，增至发电机转速1000转/分或额定转速时，停止上升维持运行；

3)风速上升到达第二风机额定转速时，切换成大功率发电机模式，大功率发电机额定转速是小功率发电机额定转速的1—3倍，大功率发电机额定功率是小功率发电机额定功率的2—6倍；发电机的额定转速差为5‰；

4)大功率发电机模式的喷气机转速调节和励磁电流调节与小功率发电机模式的喷气机转速调节和励磁电流调节的方法相同；

5)在超过额定风速发电机达到额定功率的情况下，风速继续上升则由喷气机协同变桨来应对风速，保持发电机功率输出不超出额定功率。

3.根据权利要求1或2所述的喷气式风力发电机发电过程的控制方法，其特征是，

(一)发电机稳定功率输出上网模式——喷气机变频器和同步发电机励磁电流的控制策略

1)风速4—7米/秒小发电机运行模式

1.1)解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒5赫兹速度递增到40赫兹时，维持等待发小电机转速上升，当小发电机转速达到998转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒50±10KW的速度递增，直到发电机转速1000转/分时，停止励磁值上升维持运行；

1.2)当小发电机转速小于998转/分时，喷气机以每秒5赫兹的速度上升，升至发电机额定转速1000转/分时，停止上升维持运行；

1.3)当小发电机转速小于997转/分时，喷气机变频器读数为50赫兹，励磁值以每秒20±5KW速度的下降，降至发电机转速额定1000转/分时，停止下降维持运行；

1.4)当小发电机转速大于1002转/分时，喷气机以每秒5赫兹的速度下降，降至发电机额定转速1000转/分时，停止下降维持运行；

1.5)当小发电机转速大于1003转/分时，喷气机变频器读数为35赫兹，励磁值以每秒20±5KW的速度上升，升至发电机额定转速1000转/分时，停止上升维持运行；

2)风速7—10米/秒切换成大发电机模式

2.1)解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒5赫兹速度递增到40赫兹时，维持等待大发电机转速上升，当大发电机转速达到1498转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100±20KW的速度递增，直到发电机额定转速1500转/分时，停止励磁值上升，维持运行；

2.2)当发大电机转速小于1498转/分时，喷气机以每秒5赫兹的速度上升，升至发电机额定转速1500转/分时，停止上升维持运行；

2.3)当大发电机转速小于1497转/分时，喷气机变频器读数为50赫兹，励磁值以每秒50±10KW的速度下降，降至发电机额定转速1500转/分时，停止下降维持运行；(风速有变小的趋势)

2.4)当大发电机转速大于1502/分时，喷气机以每秒5赫兹的速度下降，降至发电机额定转速1500转/分时，停止下降维持运行；

2.5)当大发电机转速大于1503转/分时，喷气机变频器读数为35赫兹，励磁值以每秒50±10KW的速度上升，升至发电机额定转速1500转/分时，停止上升维持运行；(风速有变大的趋势)

3)在运行过程中，风速由小于7米/秒变成大于7米/秒时，由小发电机切换成大发电机模式

3.1)此刻将小功率发电机励磁和输电开关同时关闭；

3.2)喷气机以额定转速50赫兹运行，等待大发电机转速上升，当大发电机转速达到1498转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100±20KW的速度递增，直到大发电机额定转速达到1500转/分时，停止励磁值上升维持运行；

3.3)进入大功率发电机模式，按2.2)、2.3)、2.4)、2.5)方法执行；

4)在运行过程中，风速由大于7米/秒变成小于7米/秒时，由大功率发电机切换成小功率发电机模式

4.1)此刻将大功率发电机励磁和输电开关同时关闭；

4.2)喷气机以每秒5赫兹的速度下降，降至小发电机转速达到1002转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒50±10KW的速度递增，直到发电机转速1000转/分时，停止励磁值上升维持运行；

4.3)进入小发电机模式，按1.2)、1.3)、1.4)、1.5)方法执行

5)风速10—25米/秒进入大功率发电机模式(大发电机以额定转速1500转/分，额定功率运行)；

5.1)解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒10赫兹速度递增到40赫兹时，维持等待大发电机转速上升，当大发电机转速达到1498转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100±20KW的速度递增，直到发电机额定转速1500转/分时，停止励磁值上升，维持运行；

5.2)当大发电机转速小于1498转/分时，喷气机以每秒10赫兹的速度上升，升至发电机额定转速1500转/分时，停止上升维持运行(50赫兹为上限)；

5.3)当大发电机转速大于1502转/分时，喷气机以每秒10赫兹的速度下降，降至发电机额定转速1500转/分时，停止下降维持运行(10赫兹为下限)；

5.4)当大发电机转速大于1503转/分时，喷气机变频器读数为10赫兹，启动变浆，变浆以每秒2度的速度收浆，收至发电机额定转速1500转/分时，停止收浆，维持运行；(风速有变大的趋势)

5.5)当大发电机转速小于1497转/分时，喷气机变频器读数为50赫兹，启动变浆，变浆以每秒2度的速度开浆，开至发电机额定转速1500转/分时，停止开浆，维持运行；(风速有变小的趋势)

6)在运行过程中，风速时而大10米/秒，时而小于10米/秒

6.1)风速小于10米/秒按(一)2.2、2.3、2.4、2.5方法执行；

6.2)风速大于10米/秒按(一)5.2、5.3、5.4、5.5方法执行。

4.根据权利要求1或2所述的喷气式风力发电机发电过程的控制方法，其特征是，

(二)发电机随机功率输出无限上网模式——喷气机变频器和同步发电机励磁电流的控制策略

1)风速4—7米/秒小发电机运行模式

1.1)解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒5赫兹速度递增40赫兹，维持等待小发电机转速上升，当小发电机转速达到998转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒50±10KW的速度递增，直到发电机转速1000转/分时，停止励磁值上升维持运行，数秒后喷气机以额定转速50赫兹运行；

1.2)当小发电机转下降到998转/分时，小发电机励磁电流以每秒20±5KW的速度下降，降止发电机额定转速1000转/分时，励磁电流停止下降，维持运行；

1.3)当小发电机转上升到1002转/分时，发电机励磁电流以每秒20±5KW的速度上升，升止发电机到额定转速1000转/分时，励磁电流停止上升，维持运行；

2)风速7—10米/秒切换成大发电机模式

2.1)解开风机制动，启动喷气机，喷气机变频器频率以每秒5赫兹速度递增到40赫兹时，维持等待大发电机升速，当大发电机转速达到1498转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100KW±20KW的速度递增，直到发电机额定转速1500转/分时，停止励磁值上升，维持运行，数秒后喷气机以额定转速50赫兹运行；

2.2)当大发电机转下降到1498转/分时，大发电机励磁电流以每秒50±10KW的速度下降，降止发电机额定转速1500转/分时，励磁电流停止下降，维持运行；

2.3)当大发电机转上升到1502转/分时，大发电机励磁电流以每秒50±10KW的速度上升，升止发电机额定转速1500转/分时，励磁电流停止上升，维持运行；

3)在运行过程中，风速由小于7米/秒变成大于7米/秒时，由小发电机切换成大发电机模式

3.1)此刻将小发电机励磁和输电开关同时关闭；

3.2)喷气机以额定转速50赫兹运行，等待大发电机转速上升，当大发电机转速达到1498转/分时，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒100±20KW的速度递增，直到大发电机额定转速1500转/分时，停止励磁值上升，维持运行；

3.3)进入大发电机模式，按(二)2.2、2.3方法执行；

4)在运行过程中，风速由大于7米/秒变成小于7米/秒时，由大发电机切换成小发电机模式

4.1)此刻将大发电机励磁和输电开关同时关闭；

4.2)喷气机以每秒5赫兹的速度下降，当小发电机转速达到1002转/分时，喷气机转速停止下降，维持运行，打开输电开关，励磁电流介入，以每秒50KW±10KW的速度递增，直到小发电机额定转速1000转/分时，停止励磁值上升，维持运行；喷气机恢复到额定转速50赫兹运行；

4.3)进入小发电机模式，按(二)1.2)、1.3)方法执行；

5)风速10—25米/秒大发电机模式按(一)5.1)、5.2)、5.3)、5.4、

5.5)执行；

6)在运行过程中，风速时而大于10米/秒，时而小于10米/秒

6.1)风速小于10米/秒按(二)2.2、2.3方法执行；

6.2)风速大于10米/秒按(一)5.2、5.3、5.4、5.5方法执行。

5.根据权利要求1或2所述的喷气式风力发电机发电过程的控制方法，其特征是，硬件更换即将双馈发电机风轮更换成喷气机风轮总成，更换软件用喷气式风机的操作系统后，将双馈发电机的亚同步状态、同步状态、超同步状态改成大小发电机模式进行控制，双馈发电机在亚同步状态时，变频器只要将转子固有频率合成为50赫兹的频率按小发电机模式执行，即喷气助力到同步状态，同步和超同步状态按大发电机功率模式执行。

6.根据权利要求1或2所述的喷气式风力发电机发电过程的控制方法，其特征是，喷气机的加、减速，励磁值的上下变化和浆距角的调节都是围绕着同步发电机的额定转速进行相互之间的自适应调节，适用风机功率1—20MW；10米/秒为风机额定风速，10—25米/秒的风速为发电机额定功率范围；大于25米/秒风机切处停机；风机叶片迎风面完全迎着风向，浆距角为0度，叶片迎风面完全顺着风向，浆距角为90度；风机停机模式；关闭发电机，喷气机以每秒10赫兹的速度下降，降至10赫兹时，喷气机启动反转以每秒10赫兹的速度升至喷气机额定转速50赫兹反推风轮，等待风轮转速降至3-5转/分时，启动变桨关闭喷气机并将浆距角调整到90度停止，等待风轮转速降至1-2转/分时，打开风机制动完成停机。

7.根据权利要求1或2所述的喷气式风力发电机发电过程的控制方法，其特征是，用常规的4级和6级同步发电机来描述控制方法，包括2—200级发电机；

喷气式风机的待机功能；风机在风速小于12米/秒时，发电机不施加励磁电流，喷气机通过加速助推、减速阻尼、反转反推的方法将发电机的转速控制在额定转速范围内，能够快速响应大电网负荷变化需求和风场风速变化功率调整需求；

在不超出风机预计功率的条件下，风机始终保持风轮定速巡航的额定转速状态，具有瞬间负荷突加、突卸能力，用电负荷任意变化。

8.根据权利要求1-4任一所述的喷气式风力发电机发电过程的控制方法，其特征是，具有多台风力发电机组成的风场，以风机转速控制逻辑作为基础，总功率输出AGC中央控制方法，通过风机并机、脱机、待机的方法控制调节风场总功率在不同风速条件下的最低和最高输出功率，做到精准功率输出上网；

预测风场每个时段的风速，预估风场总功率，按90％功率数值上报电网，核准功率范围；风场AGC中央控制系统自动控制风场所有风机的工作状态启动、运行、并机、脱机、待机、停机。

9.根据权利要求8所述的喷气式风力发电机发电过程的控制方法，其特征是，通过排列组合风机的方法，即时检测总功率，总功率有超出的趋势，即时选择m台风机待机或停机；即时检测总功率，总功率有下行的趋势，即时逐渐恢复m台风机运行。

10.根据权利要求8所述的喷气式风力发电机发电过程的控制方法，其特征是，微网发电与用电端实时互动模式；

1)根据风速预估风场的总功率输出，并向用户端以数显的方式预报负荷最大值和网络实时用电负荷量，在不超出预计功率的前提下，用电端负荷可任意变化；

2)用户端的用电负荷不允许超出风场预计的总功率；

3)风场AGC中央控制系统，根据用电负荷的变化，通过排列组合风机的方法来应对，用并机、脱机、待机或功率感应的方法，确保网络用电安全；

4)用负荷达到风场预估总功率输出的90％，网络不再接纳新增的负荷。