《論文_李翔風(fēng)電專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(定稿)》

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1、永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣系，湖南，湘潭，411100）摘要風(fēng)力發(fā)電作為綠色能源在全世界迅速發(fā)展，這是解決世界能源危機(jī)的重要途徑，在這個(gè)背景下本文對直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用設(shè)計(jì)。本文以風(fēng)力發(fā)電的工作原理等基礎(chǔ)理論為基本理論，得到一種控制風(fēng)能的利用效率的變槳控制的基本控制策略;通過比較當(dāng)前流行的幾個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)和不同控制方案Z間的不同特點(diǎn)；分析了直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電的性能和特點(diǎn)，最終得出本機(jī)組需要采用以“同步高速、無刷勵(lì)磁旋轉(zhuǎn)、全功率的逆變''為核心的技術(shù)路線。本論文最后

2、完成了風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以控制系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能為基礎(chǔ)，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，分析了系統(tǒng)輸出和輸入的信號(hào)，簡單闡述了組成控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)的可編程處理器和最主要的控制信號(hào)變送器，確定了傳感器的類型以及各換件的配置；以這些為基礎(chǔ)討論了一些控制系統(tǒng)的控制策略，研究設(shè)計(jì)了主程序的流程圖，變槳距控制圖，并詳細(xì)的研究了變槳距的控制過程，得出了控制原理和結(jié)構(gòu)組成。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)；控制系統(tǒng)；變槳控制目錄第?章緒論31.1弓丨甘31.2風(fēng)力發(fā)電在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢31.3風(fēng)力發(fā)電原理71.4風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)9第二章風(fēng)力機(jī)的

3、相關(guān)理論及本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)102.1風(fēng)電機(jī)組的工作原理102.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分類11221水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)12222垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)122.3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)132.4變槳系統(tǒng)和偏航系統(tǒng)的運(yùn)行原理142.4.1變槳系統(tǒng)142.4.2偏航系統(tǒng)15第三章永磁直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)173.1永磁直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)概述173.2變槳距控制技術(shù)簡介及變槳機(jī)構(gòu)分類193.3液壓變槳機(jī)構(gòu)與電動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)原理213.4電動(dòng)變槳控制器的設(shè)計(jì)23笫四章結(jié)束語28致謝29［參考文獻(xiàn)］30第一章緒論1引言發(fā)展可再生能源已經(jīng)是大勢

4、所趨。主要發(fā)達(dá)國家、發(fā)展小國家，都已經(jīng)將發(fā)展風(fēng)能、太陽能等一些可以再生的能源作為對新世紀(jì)氣候變化和能源雙重的挑戰(zhàn)的-個(gè)重要手段。但是除了水能之外的其他可再生能源之中，風(fēng)能毫無疑問是世界上所公認(rèn)的最最接近商業(yè)化的技術(shù)之一和其他可再生能源相比，風(fēng)能的經(jīng)濟(jì)性最明顯，而且產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)最好，也不存在生物能的資源約束問題，另外也沒有其他人的環(huán)境影響，在可預(yù)見的時(shí)間內(nèi)（2030—2050年），都將是最有可能大規(guī)模發(fā)展的能源資源之一。1.2風(fēng)力發(fā)電在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢風(fēng)是一種潛力很大的新能源，十八世紀(jì)初，橫掃英法兩國的一次狂暴人風(fēng)

5、，吹毀了四百座風(fēng)力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并冇數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風(fēng)在數(shù)秒鐘內(nèi)就發(fā)出了一千萬馬力（即750萬千瓦：一馬力等于0.75千瓦）的功率！有人估計(jì)過，地球上可用來發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，兒乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。因此，國內(nèi)外都很重視利用風(fēng)力來發(fā)電，開發(fā)新能源。在過去的5年間，風(fēng)電發(fā)展不斷超越其預(yù)期的發(fā)展速度，而且一直保持著世界增長最快能源的地位。2005年以來，全

6、球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容最年平均增長率為27.3%,新增裝機(jī)容最年平均增長率為36.1。根據(jù)丹麥BTM咨詢公司報(bào)告，2009年全球有超過3810.3萬kW的新增裝機(jī)容量并入電網(wǎng)，營業(yè)總額達(dá)到500億歐元。截至2009年底，全世界風(fēng)電累積裝機(jī)總?cè)萘考s為1.6億kW,同比上年增長31%.日詢，風(fēng)電的年發(fā)電量約3400億kWh,風(fēng)力發(fā)電量已經(jīng)占到世界總發(fā)電量的2%以上。在累計(jì)裝機(jī)容量上，歐洲仍然是風(fēng)力發(fā)電市場的領(lǐng)導(dǎo)者，截至2009年底，其累積裝機(jī)總?cè)萘繛?655.3萬kW,占全世界風(fēng)電總裝機(jī)的47.9%,提前超額完成了到2010年

7、風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到4000萬kW的日標(biāo)。但是，在2009年新增裝機(jī)容最方而，歐洲只占28.2%,北美洲達(dá)到39.3%,亞洲達(dá)到30%0,歐洲已經(jīng)失去其領(lǐng)先的地位了，中國和美國成了推動(dòng)全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的火車頭。目前，徳國、西班牙和意人利三國的風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量約占到歐洲總量的65%近年來，在歐洲人力發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的國家還有法國、英國、葡萄牙、丹麥、荷蘭、奧地利、瑞典、愛爾蘭。歐洲之外，發(fā)展風(fēng)電的主要國家有美國、中國、印度、加拿人和口札迄今為止，世界上已有82個(gè)國家在積極開發(fā)和應(yīng)用風(fēng)能資源。未來的20年之內(nèi)什么將會(huì)是世界上發(fā)展速

8、度最快的能源呢，毫無疑問一定是風(fēng)電。目前近海風(fēng)電場的開發(fā)主要在歐洲的丹麥、英國、荷蘭、瑞典、愛爾蘭、徳國等國家。到2009年底，已有834臺(tái)共211萬kW的風(fēng)電機(jī)組在海上風(fēng)電場投入運(yùn)行，約占全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量的1.3%.2009年新增海上風(fēng)電場9個(gè)，新增海上裝機(jī)容量68.9萬kW,新增海上風(fēng)電機(jī)組224臺(tái)，最小單機(jī)功率為2MW,最大裝機(jī)功率5