定槳距風(fēng)力發(fā)電機組的主要結(jié)構(gòu)特點是:槳葉與輪轂的連接是固定的,即當(dāng)風(fēng)速變化時,槳葉的迎風(fēng)角度不能隨之變化。這一特點給定槳距風(fēng)力發(fā)電機組提出了兩個必須解決的問題。
一是當(dāng)風(fēng)速高于風(fēng)輪的設(shè)計點風(fēng)速即額定風(fēng)速時,槳葉必須能夠自動地將功率限制在額定值附近,因為風(fēng)力發(fā)電機上所有材料的物理性能是有限度的,槳葉的這一特性被稱為自動失速性能。二是運行中的風(fēng)力發(fā)電機組在突然失去電網(wǎng)(突甩負(fù)載)的情況下,槳葉自身必須具備制動能力,使風(fēng)力發(fā)電機組能夠在大風(fēng)情況下安全停機。早期的定槳距風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪并不具備制動能力,脫網(wǎng)時完全依靠安裝在低速軸或高速軸上的機械剎車裝置進行制動,這對于數(shù)十千瓦級機組來說問題不大,但對于大型風(fēng)力發(fā)電機組,如果只使用機械剎車,就會對整機結(jié)構(gòu)強度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為解決上述問題,槳葉制造商首先在20世紀(jì)70年代用玻璃鋼復(fù)合材料研制成功了失速性能良好的風(fēng)力發(fā)電機槳葉,解決了定槳距風(fēng)力發(fā)電機組在大風(fēng)時的功率控制問題;20世紀(jì)80年代又將葉尖擾流器成功地應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機組上,解決了在突減負(fù)載情況下的安全停機問題,使定槳距(失速型)風(fēng)力發(fā)電機組在近20年的風(fēng)能開發(fā)利用中始終占據(jù)主導(dǎo)地位,最新推出的兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組仍有機型采用該項技術(shù)。