张仰飞 ，李海峰 ，王伟胜 ，王瑞明 ，李少林

(1.中国电力科学研究院新能源研究所，北京 100192;2.南京工程学院电力工程学院，江苏南京 211167;3.江苏省电力公司调度与通信中心，江苏南京 210024)

风能密度低，风速变化频繁，风电机组变桨距技术应运而生，其实现方式[1-8]如下:通过对适时风速的测量，逻辑判断风速是低于额定风速还是高于额定风速.当风速低于额定风速时，桨叶的迎风角(桨距角)为0°，使桨叶能够最大限度地吸收风能;当风速高于额定风速时，桨距调节装置调节桨叶的迎风角，降低并保持吸收的风能在额定值，从而保证机组输出恒定(额定)的功率.

由于风力机(风轮)特殊的空气动力学特性，即使桨距角保持为0°也不能保证机组一定在最大风能捕获状态运行，必须通过机组的转速控制使机组转速和风速的比值尽可能保持在一个合理的定值——最佳叶尖速比，才能使机组吸收到最大的机械功率，这样的控制过程就是最大风能捕获控制.对风电机组而言，如何准确估算其最佳叶尖速比(即控制目标)，对于机组是否能够实现最大风能捕获控制，提高机组的发电效益，具有十分重要的意义.

笔者研究在测量数据有误差条件下的最佳叶尖速比求取问题，发现数据拟合方法结合特定的数学计算可以较准确地获得最佳叶尖速比.

1 变桨距风力机的数学模型

变桨距风力机模型[1-2]如下:

其中

式中:CP——风能捕获系数;ρ——空气密度，kg/m3;S——叶轮扫过的面积，m2，S=πR2;v——叶轮的上游风速……