风力发电机组偏航系统的控制 毕业设计

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1、 毕毕 业业 设设 计计 题 目： 风力发电机组偏航系统的控制 摘 要 随着社会经济的发展，人们对电的需求日益提高。以石油、煤炭、 天然气为的常规能源， 不仅资源有限，而且还会在使用中造成严重的 环境污染。在我们进入 21 世纪的今天，世界能源结构正在孕育着重 大的转变， 即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系 统转变。 风能作为取之不尽， 用之不竭的绿色清洁能源己受到全世界 的重视， 而风力机的偏航系统能使风能得到更好的利用， 所以偏航系 统的设计非常的重要。 本设计首先分析了偏航系统的工作原理，然后以三菱 PLC 作为控 制器，触摸屏为监控器，设计了硬件系统模块，整个硬件系统采

2、用了 闭环控制，并说明了开环控制的缺点。根据偏航控制要求，设计了自 动对风控制算法，自动解缆控制算法，90背风控制算法，不仅提高 了风能利用率，增大了发电效率，而且还保证了整个系统的安全性、 稳定性,让风力发电机更好的运行。 关键词：偏航系统 硬件设计 自动对风 自动解缆 目 录 摘 要.1 第一章 概述. 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 1.1 设计背景2 1.2 设计研究意义2 1.3 国内外风力发电概况2 1.3.1 世界风电发展.2 1.3.2 我国风电发展.3 第二章 偏航控制系统功能简介和原理.3 2.1 偏航控制系统的功能 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 2.2

3、风力发电机组偏航控制原理 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 第三章 偏航系统的控制过程. 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 3.1 自动偏航控制 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 3.1.1 自动偏航传感器 ASS 状态. 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 3.1.2 参数说明和电机运行状态. 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 3.1.3 偏航控制流程图错错 误误! !未定义书签。未定义书签。 3.1.4 偏航电机电气连接原理图错错 误误! !未定义书签。未定义书签。 3.1.5 偏航对风控制 PLC 程序错错 误误! !未定义书签。未定义书签。 3.2 90侧风

4、控制错错 误误! !未定义书签。未定义书签。 3.3 人工偏航控制.错错 误误! !未定义书签。未定义书签。 3.4 自动解缆控制.错错 误误! !未定义书签。未定义书签。 第四章 总结5 参考文献.12 致谢.13 2 第一章 概述 1.1 设计背景 电能作为一种应用最广泛和最方便的能源， 己经成为当今社会发展和人们生活中必不 可少的一部分。 它的利用也已经渗透到生产中的每一个角落， 有力地促进了社会生产力水平 和人们生活水平的提高。随着社会经济的发展，人们对电的需求日益提高，然而，随着以石 油、煤炭、天然气为主的常规能源的短缺和环境污染问题的日益加剧，世界能源结构正在孕 育着重大的转变，

5、即由矿物能源系统向以可再生绿色能源为基础的可持续能源系统转变。 风 能作为取之不尽，用之不竭的绿色清洁能源,对其开发利用十分必要。在21世纪的今天，众 多的可再生能源中，目前发展最快、商业化范围最广、最为经济的，当数风力发电。 风力发电具有较好的经济效益和社会效益，风力发电技术的发展也受到世界各国政府 的高度重视。自从20世纪80年代现代并网风力发电机组问世以来，随着叶片空气动力学、计 算机技术、控制技术、发电机技术和新材料的发展，风力发电技术的发展极为迅速，单机容 量从最初的数十千瓦级发展到如今的兆瓦级机组； 功率控制方式从定桨距失速控制向全叶片 变距和变速控制发展； 运行可靠性从20世纪8

6、0年代初的50提高到98以上， 并且在风电场 运行的风力发电机组全部可以实现集中控制和远程控制； 风电场发展空间更加广阔， 已从内 陆转移到海上。 1.2 设计研究意义 由于在目前技术条件下风电与火电、水电相比，从造价、电能质量、设备制造和控制 技术等领域存在劣势， 使得风电领域的理论和应用研究工作与欧洲等发达国家相比， 仍然存 在很大差距。 国内对大型风力发电技术的各项研究还不是很成熟， 致使我国大型风力发电机 组儿乎全部为国外进口产品。 这样不仅耗费大量外汇， 风力发电机组的后期维护也受制他人。 因此， 对风力发电机组偏航系统进行科学、 合理的控制， 能够使得风轮最大程度的捕获风能， 发出更多的电量。 同时， 深入研究风力发电的各项技术对于持久开发风能和实现大型先进风 力发电机组国产化具有重要意义。 1.3 国内外风力发电概况 1.3.1 世界风电发展 近年来，风电发展不断超越其预期的发展速度，而且一直保持着世界增长最快的能源 的地位。风力发电机组容量的大型化、重量的轻型化、容量的高可靠性、高效率、低成本将 成为风电产