第一篇：大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

陜 西 科 技 大 學(xué)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書

電氣與信息工程學(xué)院 電氣工程及自動(dòng)化專業(yè) 09班級(jí) 學(xué)生 譚浩然畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)研究完成期限：從2013 年02月 25 日起到 2013 年 06 月 16 日 課題的意義及培養(yǎng)目標(biāo)：隨著環(huán)保問(wèn)題的日益突出，能源供應(yīng)的漸趨緊張，風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔的可再生能源的發(fā)電方式，已越來(lái)越受到世界各國(guó)人民的歡迎和重視。同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電又是新能源發(fā)電技術(shù)中最成熟和最具規(guī)模開發(fā)條件的發(fā)電方式之一。因此，近幾年來(lái)，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)得到了很快的發(fā)展。本課題以目前風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中較普遍使用的MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為研究對(duì)象，以計(jì)一套風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最大風(fēng)能捕獲、危險(xiǎn)風(fēng)速保護(hù)等控制要求。最后，再通過(guò)仿真驗(yàn)證其可行性。經(jīng)過(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使學(xué)生可以很好的與目前的先進(jìn)工程實(shí)踐接軌。使所學(xué)的專業(yè)課及專業(yè)基礎(chǔ)課的知識(shí)由理論轉(zhuǎn)向?qū)嵺`，使所學(xué)的文化知識(shí)得到較好的實(shí)際應(yīng)用和驗(yàn)證提升學(xué)生進(jìn)入社會(huì)適

應(yīng)工程工作環(huán)境的能力。設(shè)計(jì)（論文）所需收集的原始數(shù)據(jù)與資料：所需的資料、參考書籍如下：

1、電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)（主要是同步發(fā)電機(jī)部分），電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，電器

控制及PLC等技術(shù)書籍

2、STEP7軟件。

3、S7-300PLC編程手冊(cè)。

4、AUTOCAD繪圖軟件。

課題的主要任務(wù)（需附有技術(shù)指標(biāo)要求）：

1、熟悉風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理。

2、在掌握軟件編程及控制工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)變槳控制系統(tǒng)。

3、編寫軟件程序。

5、在設(shè)計(jì)完成后，驗(yàn)證可行性。設(shè)計(jì)進(jìn)度安排及完成的相關(guān)任務(wù)（以教學(xué)周為單位）：

學(xué)生：日期：指導(dǎo)教師：日期：教研室主任：日期：

第二篇：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距

：隨著國(guó)家新能源發(fā)展戰(zhàn)略的提出和實(shí)施，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入跨越式發(fā)展的階段。本文從分析我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀出發(fā)，在總結(jié)分析風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)風(fēng)電發(fā)展過(guò)程中存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了探討分析，提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；現(xiàn)狀；技術(shù)發(fā)展

能源、環(huán)境是當(dāng)今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問(wèn)題。常規(guī)能源以煤、石油、天然氣為主，它不僅資源有限，而且造成了嚴(yán)重的大氣污染。因此，對(duì)可再生能源的開發(fā)利用，特別是對(duì)風(fēng)能的開發(fā)利用，已受到世界各國(guó)的高度重視。風(fēng)電是可再生、無(wú)污染、能量大、前景廣的能源，大力發(fā)展風(fēng)電這一清潔能源已成為世界各國(guó)的戰(zhàn)略選擇。我國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，開發(fā)利用潛力巨大。近年來(lái)我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及技術(shù)水平發(fā)展迅猛，但同時(shí)也暴露出一些問(wèn)題?？偨Y(jié)我國(guó)風(fēng)電現(xiàn)狀及其技術(shù)發(fā)展，對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要的參考價(jià)值。

1我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

2005年2月，我國(guó)國(guó)家立法機(jī)關(guān)通過(guò)了《可再生能源法》，明確指出風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、生物質(zhì)能及海洋能等為可再生能源，確立了可再生能源開發(fā)利用在能源發(fā)展中的優(yōu)先地位。2009年12月，我國(guó)政府向世界承諾到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%，把應(yīng)對(duì)氣和變化納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃，大力發(fā)展包括風(fēng)電在內(nèi)的可再生能源與核能，爭(zhēng)取到2020年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%左右。論文大全網(wǎng)編輯。

隨著新能源產(chǎn)業(yè)成為國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的出臺(tái)，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，有望成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一個(gè)新亮點(diǎn)。

我國(guó)自上世紀(jì)80年代中期引進(jìn)55kW容量等級(jí)的風(fēng)電機(jī)投入商業(yè)化運(yùn)行開始，經(jīng)過(guò)二十幾年的發(fā)展，我國(guó)的風(fēng)電市場(chǎng)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。到2009年底，我國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到2601萬(wàn)kW，位居世界第二，2009年新增裝機(jī)容量1300萬(wàn)kW，占世界新增裝機(jī)容量的36%，居世界首位[1,2]?？梢钥闯觯覈?guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正步入一個(gè)跨越式發(fā)展的階段，預(yù)計(jì)2010年我國(guó)累計(jì)裝機(jī)容量有望突破4000萬(wàn)kW。

從技術(shù)發(fā)展上來(lái)說(shuō)，我國(guó)風(fēng)電企業(yè)經(jīng)過(guò)“引進(jìn)技術(shù)—消化吸收—自主創(chuàng)新”的三步策略也日益發(fā)展壯大。隨著國(guó)內(nèi)5WM容量等級(jí)風(fēng)電產(chǎn)品的相繼下線，以及國(guó)內(nèi)兆瓦級(jí)機(jī)組在風(fēng)電市場(chǎng)的普及，標(biāo)志我國(guó)已具備兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)的自主研發(fā)能力。同時(shí)，我國(guó)風(fēng)電裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度進(jìn)一步提高，國(guó)產(chǎn)機(jī)組的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額逐年提高。目前我國(guó)風(fēng)電機(jī)組整機(jī)制造業(yè)和關(guān)鍵零部件配套企業(yè)已能已能基本滿足國(guó)內(nèi)風(fēng)電發(fā)展需求，但是像變流器、主軸軸承等一些技術(shù)要求較高的部件仍需大量進(jìn)口。因此，我國(guó)風(fēng)電裝備制造業(yè)必須增強(qiáng)技術(shù)上的自主創(chuàng)新，加強(qiáng)風(fēng)電核心技術(shù)攻關(guān)，尤其是加強(qiáng)風(fēng)電關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)的攻關(guān)。

2風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)發(fā)展

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是涉及空氣動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制、機(jī)械傳動(dòng)、電機(jī)學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科的綜合性高技術(shù)系統(tǒng)工程。目前在風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域，研究難點(diǎn)和熱點(diǎn)主要集中在風(fēng)電機(jī)組大型化、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的先進(jìn)控制策略和優(yōu)化技術(shù)等方面。

2.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)型及容量的發(fā)展

現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢(shì)主要在于如何進(jìn)一步提高效率、提高可靠性和降低成本。作為提高風(fēng)能利用率和發(fā)電效率的有效途徑，風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不斷向大型化發(fā)展。從20世紀(jì)80年代中期的55kW容量等級(jí)的風(fēng)電機(jī)組投入商業(yè)化運(yùn)行開始，至1990年達(dá)到250kW，1997年突破1MW，1999年即達(dá)到2MW。進(jìn)入21世紀(jì)，兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)逐漸成為國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。2004年德國(guó)Repower即研制出第一臺(tái)5MW風(fēng)電機(jī)，Enercon開發(fā)出第二代直驅(qū)式6WM風(fēng)電機(jī)，預(yù)計(jì)2013年單機(jī)容量將突破15MW[1,3]。從世界范圍來(lái)看，1.5MW-2MW的機(jī)型占世界機(jī)組容量的比例，已從2007年的63.7%飛速上升

到80.4%；而在我國(guó)，2005年風(fēng)電場(chǎng)新安裝的兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組占當(dāng)年新裝機(jī)容量的21.5%，而2009年比例已經(jīng)上升到86.86%[4]。這表明容量風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)成為我國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。

2.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)的發(fā)展

控制技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全高效運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)[5,6]，這是因?yàn)椋?/p>

1）自然風(fēng)速的大小和方向隨著大氣的氣壓、氣溫和濕度等的活動(dòng)和風(fēng)電場(chǎng)地形地貌等因素的隨機(jī)性和不可控性，這樣風(fēng)力機(jī)所獲得的風(fēng)能也是隨機(jī)和不可控的。

2）為使風(fēng)能利用率更高，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片直徑大約在60m~100m之間，因此風(fēng)輪具有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

3）自動(dòng)控制在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)和脫網(wǎng)、輸入功率的優(yōu)化和限制、風(fēng)輪的主動(dòng)對(duì)風(fēng)以及運(yùn)行過(guò)程中故障的檢測(cè)和保護(hù)中都應(yīng)得到很好的利用。

4）風(fēng)力資源豐富的地區(qū)通常環(huán)境較為惡劣[轉(zhuǎn)貼于:論文大全網(wǎng)

在海島和邊遠(yuǎn)的地區(qū)甚至海上，人們希望分散不均的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠無(wú)人值班運(yùn)行和遠(yuǎn)程監(jiān)控。這就對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)可靠性提出了很高的要求。

因此，眾多學(xué)者都致力于深入研究風(fēng)力發(fā)電的控制技術(shù)和控制系統(tǒng)，這些研究工作對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行有極其重要的意義。計(jì)算機(jī)技術(shù)與先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)電領(lǐng)域，并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)得到了較快發(fā)展，控制方式從基本單一的定槳距失速控制向變槳距和變速恒頻控制方向發(fā)展，甚至向智能型控制發(fā)展。

定槳距型風(fēng)力機(jī)指槳葉與輪轂的連接是固定的，即槳距角固定不變，當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，槳葉的迎風(fēng)角度固定不變。失速型是當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速，利用槳葉翼型本身所具有的失速特性，即氣流的攻角增大到失速條件，使槳葉的表面產(chǎn)生渦流，將發(fā)電機(jī)的功率輸出限制在一定范圍內(nèi)。失速調(diào)節(jié)型的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，當(dāng)風(fēng)速變化引起輸出功率變化時(shí)，只通過(guò)槳葉的被動(dòng)失速調(diào)節(jié)而控制系統(tǒng)不做任何控制，使控制系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。其缺點(diǎn)是葉片重量大，槳葉、輪轂、塔架等部件受力較大，機(jī)組的整體效率較低，也使得這些關(guān)鍵部件更容易疲勞磨損。

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)速不受發(fā)電機(jī)輸出功率的限制，而其輸出電壓的頻率、幅值和相位也不受轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的影響。論文大全網(wǎng)004km.cn整理。

與恒速風(fēng)電機(jī)組相比，它的優(yōu)越性在于：低風(fēng)速時(shí)能夠跟蹤風(fēng)速變化，在運(yùn)行中保持最佳葉尖速比以獲得最大風(fēng)能；高風(fēng)速時(shí)利用風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的變化調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)槳距角，在保證風(fēng)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，使輸出功率更加平穩(wěn)。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過(guò)勵(lì)磁控制和變槳距調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行狀態(tài)。變槳距是根據(jù)風(fēng)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整葉片槳距角，從而控制發(fā)電機(jī)輸出功率，由傳動(dòng)齒輪箱、伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制單元組成。隨著風(fēng)電控制技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)輸出功率小于額定功率狀態(tài)時(shí)，變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用OptitiP技術(shù)，即根據(jù)風(fēng)速的大小，調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率，使其盡量運(yùn)行在最佳葉尖速比，以得到理想的輸出功率。變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是：輸出功率平穩(wěn)，在額定點(diǎn)具有較高的風(fēng)能利用系數(shù)，具有更好的起動(dòng)性能與制動(dòng)性能，能夠確保高風(fēng)速段的額定功率。

2.3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制策略的發(fā)展

風(fēng)能是一種能量密度低、穩(wěn)定性較差的能源，由于風(fēng)速、風(fēng)向的隨機(jī)性變化，導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)葉片攻角不斷變化，使葉尖速比偏離最佳值，風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力效率及輸入到傳動(dòng)鏈的功率發(fā)生變化，影響了風(fēng)電系統(tǒng)的發(fā)電效率并引起轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)鏈的振蕩，會(huì)對(duì)電能質(zhì)量及接入的電網(wǎng)產(chǎn)生影響，對(duì)于小電網(wǎng)甚至?xí)绊懫浞€(wěn)定性。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常采用柔性部件，這有助

于減小內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力，但同時(shí)也會(huì)使風(fēng)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性復(fù)雜化，且轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)模塊會(huì)有很大振蕩。目前，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制策略研究根據(jù)控制器類型可分為兩大類：基于數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)控制方法和現(xiàn)代控制方法。傳統(tǒng)控制采用線性控制方法，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩或槳葉節(jié)距角，使葉尖速比保持最優(yōu)值，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲。對(duì)于快速變化的風(fēng)速，其調(diào)節(jié)相對(duì)滯后。同時(shí)基于某工作點(diǎn)的線性化模型的方法，對(duì)于工作范圍較寬、隨機(jī)擾動(dòng)大、不確定因素多、非線性嚴(yán)重的風(fēng)電系統(tǒng)并不適用。

現(xiàn)代控制方法主要包括變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制、自適應(yīng)控制、智能控制等[7,8]。變結(jié)構(gòu)控制因具有快速響應(yīng)、對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)而在風(fēng)電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。魯棒控制具有處理多變量問(wèn)題的能力，對(duì)于具有建模誤差、參數(shù)不準(zhǔn)確和干擾位置系統(tǒng)的控制問(wèn)題，在強(qiáng)穩(wěn)定性的魯棒控制中可得到直接解決。模糊控制是一種典型的智能控制方法，其最大的特點(diǎn)是將專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)表示為語(yǔ)言規(guī)則用于控制，不依賴于被控制對(duì)象的精確的數(shù)學(xué)模型，能夠克服非線性因素的影響，對(duì)被調(diào)節(jié)對(duì)象有較強(qiáng)的魯棒性。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的精確數(shù)學(xué)模型難以建立，模糊控制非常適合于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制，越來(lái)越受到風(fēng)電研究人員的重視。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是以工程技術(shù)手段來(lái)模擬人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與特征的系統(tǒng)。利用神經(jīng)元可以構(gòu)成各種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它是生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種模擬和近似。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)特性，可用于風(fēng)力機(jī)的低風(fēng)速的節(jié)距控制。

3存在的問(wèn)題及展望

盡管近年來(lái)我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，但同時(shí)也暴露出眾多的問(wèn)題。

首先，我國(guó)尚未完全掌握風(fēng)電機(jī)組的核心設(shè)計(jì)及制造技術(shù)。在設(shè)計(jì)技術(shù)方面，我國(guó)不僅每年需支付大量的專利、生產(chǎn)許可及技術(shù)咨詢費(fèi)用，在一些具有自主研發(fā)能力的風(fēng)電企業(yè)中，其設(shè)計(jì)所需的應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)和源代碼都需要從國(guó)外購(gòu)買。在風(fēng)機(jī)制造方面，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)需要大量進(jìn)口，同時(shí)，一些核心零部件如軸承、葉片和齒輪箱等與國(guó)外同類產(chǎn)品相比其質(zhì)量、壽命及可靠性尚有很大差距。其次，我國(guó)風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃不相協(xié)調(diào)，上網(wǎng)容量遠(yuǎn)小于裝機(jī)容量。風(fēng)電發(fā)展側(cè)重于資源規(guī)劃，風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)往[轉(zhuǎn)貼于:論文大全網(wǎng) 沒(méi)有考慮當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的消納能力，從而造成裝機(jī)容量大，并網(wǎng)發(fā)電少的現(xiàn)狀。2009年新增裝機(jī)容量中1/3未能上網(wǎng)，送電難已經(jīng)成為制約風(fēng)電發(fā)展的瓶頸。最后，我國(guó)風(fēng)電的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不健全，包括風(fēng)機(jī)制造、檢測(cè)、調(diào)試、關(guān)鍵零部件生產(chǎn)及電場(chǎng)入網(wǎng)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)亟需建立和完善。因此，展望我國(guó)未來(lái)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，必須加強(qiáng)自主創(chuàng)新掌握核心技術(shù)；必須加大電網(wǎng)建設(shè)力度，合理規(guī)范風(fēng)電開發(fā)；必須加大政策扶持力度，建立健全完善統(tǒng)一的風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

第三篇：變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是指整個(gè)葉片繞葉片中心軸旋轉(zhuǎn),使葉片攻角在一定范圍(一般0°~90°)內(nèi)變化，以便調(diào)節(jié)輸出功率不超過(guò)設(shè)計(jì)容許值。

在機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，需要緊急停機(jī)，一般應(yīng)先使葉片順槳，這樣機(jī)組結(jié)構(gòu)中受力小，可以保證機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性。變槳距葉片一般葉寬小，葉片輕，機(jī)頭質(zhì)量比失速機(jī)組小，不需很大的剎車，啟動(dòng)性能好。在低空氣密度地區(qū)仍可達(dá)到額定功率，在額定風(fēng)速之后，輸出功率可保持相對(duì)穩(wěn)定，保證較高的發(fā)電量。但由于增加了一套變槳距機(jī)構(gòu)，增加了故障發(fā)生的機(jī)率，而且處理變距機(jī)構(gòu)葉片軸承故障難度大。變距機(jī)組比較適于高原空氣密度低的地區(qū)運(yùn)行，避免了當(dāng)失速機(jī)安裝角確定后，有可能夏季發(fā)電低，而冬季又超發(fā)的問(wèn)題。變槳距機(jī)組適合于額定風(fēng)速以上風(fēng)速較多的地區(qū)，這樣發(fā)電量的提高比較明顯。從今后的發(fā)展趨勢(shì)看，在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中將會(huì)普遍采用變槳距技術(shù)。

第四篇：風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓變槳系統(tǒng)簡(jiǎn)介

風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓變槳系統(tǒng)簡(jiǎn)介

全球投入商業(yè)運(yùn)行的兆瓦級(jí)以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)均采用了變槳距技術(shù)，變槳距控制與變頻技術(shù)相配合，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率和電能質(zhì)量，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)在各種工況下都能夠獲得最佳的性能，減少風(fēng)力對(duì)風(fēng)機(jī)的沖擊，它與變頻控制一起構(gòu)成了兆瓦級(jí)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心技術(shù)。液壓變槳系統(tǒng)具有單位體積小、重量輕、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、轉(zhuǎn)矩大、無(wú)需變速機(jī)構(gòu)且技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。本文將對(duì)液壓變槳系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

附近的調(diào)節(jié)都屬于連續(xù)變槳。液壓變槳系統(tǒng)的連續(xù)變槳過(guò)程是由液壓比例閥控制液壓油的流量大小來(lái)進(jìn)行位置和速度控制的。當(dāng)風(fēng)機(jī)停機(jī)或緊急情況時(shí)，為了迅速停止風(fēng)機(jī)，槳葉將快速轉(zhuǎn)動(dòng)到90°，一是讓風(fēng)向與槳葉平行，使槳葉失去迎風(fēng)機(jī)變槳調(diào)節(jié)的兩種工況

風(fēng)機(jī)的變槳作業(yè)大致可分為兩種工況，即正常運(yùn)行時(shí)的連續(xù)變槳和停止（緊急停止）狀態(tài)下的全順槳。風(fēng)機(jī)開始啟動(dòng)時(shí)槳葉由90°向0°方向轉(zhuǎn)動(dòng)以及并網(wǎng)發(fā)電時(shí)槳葉在0°風(fēng)面；二是利用槳葉橫向拍打空氣來(lái)進(jìn)行制動(dòng)，以達(dá)到迅速停機(jī)的目的，這個(gè)過(guò)程叫做全順槳。液壓系統(tǒng)的全順槳是由電磁閥全導(dǎo)通液壓油回路進(jìn)行快速順槳控制的。液壓變槳系統(tǒng)

液壓變槳系統(tǒng)由電動(dòng)液壓泵作為工作動(dòng)力，液壓油作為傳遞介質(zhì)，電磁閥作為控制單元，通過(guò)將油缸活塞桿的徑向運(yùn)動(dòng)變?yōu)闃~的圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)槳葉的變槳距。

液壓變槳系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

變槳距伺服控制系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。變槳距控制系統(tǒng)由信號(hào)給定、比較器、位置（槳距）控制器、速率控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反饋回路組成。

圖1 控制原理圖

液壓變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化原理圖如圖2所示，它由油箱、液壓動(dòng)力泵、動(dòng)力單元蓄壓器、液壓管路、旋轉(zhuǎn)接頭、變槳系統(tǒng)蓄壓器以及三套獨(dú)立的變槳裝置組成，圖中僅畫出其中的一套變槳裝置。

圖2 液壓原理圖

結(jié)束語(yǔ)

液壓變槳系統(tǒng)與電動(dòng)變槳系統(tǒng)相比，液壓傳動(dòng)的單位體積小、重量輕、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、扭矩大并且無(wú)需變速機(jī)構(gòu)，在失電時(shí)將蓄壓器作為備用動(dòng)力源對(duì)槳葉進(jìn)行全順槳作業(yè)而無(wú)需設(shè)計(jì)備用電源。由于槳葉是在不斷旋轉(zhuǎn)的，必須通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭將機(jī)艙內(nèi)液壓站的液壓油管路引入旋轉(zhuǎn)中的輪轂，液壓油的壓力在20MPa左右，因此制造工藝要求較高，難度較大，管路也容易產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。液壓系統(tǒng)由于受液壓油黏溫特性的影響，對(duì)環(huán)境溫度的要求比較高，對(duì)于在不同緯度使用的風(fēng)機(jī)，液壓油需增加加熱或冷卻裝置。

第五篇：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組論文：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 變槳距控制 自抗擾控制

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組論文：自抗擾控制技術(shù)在風(fēng)電變槳控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

【中文摘要】本文主要研究了風(fēng)力發(fā)電變槳距控制系統(tǒng)。首先介紹了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行原理,在此基礎(chǔ)上建立了大型變槳距變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)的模型,設(shè)計(jì)出PID控制器。然后重點(diǎn)討論了在高風(fēng)速情況下槳距角控制問(wèn)題。為了改善系統(tǒng)在恒功率輸出運(yùn)行區(qū)域內(nèi)的動(dòng)態(tài)性能,本文設(shè)計(jì)了自抗擾控制方法的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變槳距控制器,仿真結(jié)果表明這種方法可以有效抑制隨機(jī)風(fēng)擾動(dòng)下電機(jī)轉(zhuǎn)速偏差,實(shí)現(xiàn)恒功率控制。

【英文摘要】This paper mainly studied pitch control system of wind turbine.Firstly, it introduced the development of wind power at home and abroad, the operating principles of wind turbines, and constructed the models of a large-scale variable pitch variable speed wind turbine based on those principals and design a PID controller.Then it focused on the variable blade pitch control in the case of high wind speed.In this thesis, a new pitch controller based on the control theory of active disturbance rejection is deve...【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 變槳距控制 自抗擾控制

【英文關(guān)鍵詞】wind turbine variable pitch control active disturbance rejection control

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【目錄】自抗擾控制技術(shù)在風(fēng)電變槳控制系統(tǒng)中的應(yīng)用5-6

Abstract6

第一章 緒論9-181.2 國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀

摘要

1.1 風(fēng)力發(fā)

電的意義和研究背景9-1010-1410-1212-14

1.3 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)目前的研究現(xiàn)狀和難題1.3.1 定槳距失速調(diào)節(jié)技術(shù)與變槳距技術(shù)1.3.2 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與變速恒頻發(fā)電技術(shù)1.4 風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)的發(fā)展14-17

1.4.1 風(fēng)

力發(fā)電系統(tǒng)的傳統(tǒng)控制方法14制方法14-17

1.4.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的現(xiàn)代控

第二

1.5 論文的主要內(nèi)容及安排17-18

18-33

章 變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)與工作原理機(jī)組的結(jié)構(gòu)形式18-1919-21建立23-26型24-25

2.1 風(fēng)力發(fā)電

2.2 風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)理論

2.4 風(fēng)機(jī)機(jī)理模型的2.4.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模

2.5 風(fēng)力發(fā)電

2.3 風(fēng)能利用系數(shù)21-23

2.4.1 風(fēng)輪模型23-24

2.4.3 異步發(fā)電機(jī)模型25-26

26-32

控制系統(tǒng)仿真實(shí)例26-2828-3032-33用33-48

2.5.1 系統(tǒng)模型的搭建

2.5.2 PID控制器及MATLAB系統(tǒng)仿真圖2.5.3 仿真結(jié)果30-32

2.6 本章小結(jié)

第三章 自抗擾控制在風(fēng)力發(fā)電變槳距控制系統(tǒng)中的應(yīng)3.1 自抗擾控制基本原理

33-36

3.2 自抗擾

控制器的離散算法實(shí)現(xiàn)36-373.3 自抗擾控制器的高階擴(kuò)展

37-393.4 自抗擾控制器參數(shù)整定39-42

3.6 本章小結(jié)47-48

3.5 仿真與第四章 結(jié)論和展

結(jié)果分析42-47望48-50

參考文獻(xiàn)50-55在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和

作者簡(jiǎn)介57

參加科研情況55-56致謝56-57