1、 摘要 风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到人们的重视， 风力发电也逐渐成为了时下的 朝阳产业。 本论文详细阐明了小型独立风力发电系统的设计方案， 对风力发电机组的结构和 电能的变换及继电控制电路做了深入的研究。 本文提出的解决方案为，风力发电机组带动单相交流发电机，然后通过 ACDCAC 变 换为用户需要的标准交流电，并且考虑到风力的不稳定性，在系统中并入蓄电池组，通过控 制电路的监控实现系统的控制， 保证系统在风能充足时可蓄能， 在风能不充足时亦可为负载 供电。系统的运行状况采用继电控制电路监控和切换。 本论文的重点在于继点控制电路的设计， 并对各种不同风力情况下系统的运行状况进行 了全
2、面而严谨的分析，最后电气控制部分进行了系统仿真。 关键词：风力发电机组；整流逆变；继电控制 目目 录录 摘要1 目 录2 引 言4 第一章 绪论5 1.1 风力发电概述 .5 1.1.1 风力发电现状与展望. 5 1.1.2 风力发电的原理和特点. 6 1.2 论文系统概述 .7 第二章 风力机原理及其结构 I 2.1 风力机的气动原理 . I 2.2 风力机的主要部件 . I 2.3 风力机的功率 . III 第三章 电气设计部分 III 3.1 发电机 . III 3.1.1 发电机结构、工作原理及电路图. IV 3.1.2 励磁调节器的工作原理 V 3.2 整流部分 . VII 3.2.
3、1 电路图和工作原理VII 3.2.2 参数选择. XI 3.3 蓄电池 . XII 3.3.1 蓄电池的性能XII 3.3.2 充放电保护电路 XIV 图 3-8 充放电保护电路 XIV 3.3.3 蓄电池组供电控制设计 XIV 3.4 逆变电路 . XV 3.4.1 逆变电路及其工作原理 XVI 3.4.2 IGBT 的驱动电路 XVII 结 论. XIX 参考文献 XX 致 谢. XXI 引引 言言 随着世界工业化进程的不断加快，使得能源消耗逐渐增加，全球工业有害物质的排放量 与日俱增，从而造成气候异常、灾害增多、恶性疾病的多发，因此，能源和环境问题成为当 今世界所面临的两大重要课题。
4、由能源问题引发的危机以及日益突出的环境问题， 使人们认 识到开发清洁的可再生能源是保护生态环境和可持续发展的客观需要。 可以说， 对风力发电 的研究和进行这方面的毕业设计对我们从事风力发电事业的同学是有着十分重大的理论和 现实意义的，也是十分有必要的 第一章第一章 绪论绪论 风能是一种清洁的、 储量极为丰富的可再生能源， 它和存在于自然界的矿物质燃料能源， 如煤、石油、天然气等不同，它不会随着其本身的转化和利用而减少，因此可以说是一种取 之不尽、用之不竭的能源。而矿物质燃料储量有限，正在日趋减少，况且其带来的严重的污 染问题和温室效应正越来越困扰着人们。因此风力发电正越来越引起人们的关注。 1
5、.1 风力发电概述风力发电概述 1.1.1 风力发电现状与展望风力发电现状与展望 全球风能资源极为丰富，技术上可以利用的资源总量估计约 53106 亿 kWh /年。作为 可再生的清洁能源，受到世界各国的高度重视。近 20 年来风电技术有了巨大的进步，发展 速度惊人。 而风能售价也已能为电力用户所承受： 一些美国的电力公司提供给客户的风电优 惠售价已达到 22.5 美分/kWh， 此售价使得美国家庭有 25%的电力可以通过购买风电获得。 2004 年欧洲风能协会和绿色和平组织签署了风力 12关于 2020 年风电达到世界 电力总量的 12%的蓝图的报告， “风力 12%”的蓝图展示出风力发电已
6、经成为解决世界能源 问题的不可或缺的重要力量。按照风电目前的发展趋势，预计 20082012 年期间装机容量 增长率为 20%，以后到 2015 年期间为 15%，20172020 年期间为 10%。其推算的结果 2010 年风电装机 1.98 亿 KW，风电电量 0.43104 亿 kWh，2020 年风电装机 12.45 亿 KW，风电电 量 3.05104 亿 kWh，占当时世界总电消费量 25.58104 亿 kWh 的 11.9%。 世界风电发展有如下特点： （1）风电单机容量不断扩大。风电机组的技术沿着增大单机容量、提高转换效率的方 向发展。 风机的单机容量已从 600KW 发展到 20005000KW,如德国在北海和易北河口已批量 安装了单机 5000KW 的风机,丹麦已批量建设了单机容量 20002200KW 的风机。新的风电机 组叶片设计和制造广泛采用了新技术和新材料， 有效地改善并提高了风力发电总体设计能力 和水平。另外,可变桨翼和双馈电机的采用,使机组更能适应风速的变化, 大大提高了效率。 最近,又发展了无齿风机等
