风电机组机舱环境智能控制系统研究

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1、硕士学位论文风电机组机舱环境智能控制系统研究ResearchontheCabinEnvironmentIntelligentControlSystemofWindTurbine作者姓名：于杰承学科、专业：电气工程学号：Y2015201218校内导师：高阳企业导师：王大陆完成日期：2018年1月ShenyangInstituteofEngineering风电机组机舱环境智能控制系统研究论文作者签名：校内导师签名：企业导师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：答辩日期：

2、ResearchontheCabinEnvironmentIntelligentControlSystemofWindTurbineAuthor’sSignature:Supervisor’ssignature:Supervisor’ssignature:Reviewers：ExaminingCommitteeChairman：ExaminingCommitteeMembers:Dateoforaldefense:沈阳工程学院学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文

3、中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：风电机组机舱环境智能控制系统研究作者签名：日期：年月日沈阳工程学院学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于沈阳工程学院，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本学位论

4、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题目：风电机组机舱环境智能控制系统研究作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日沈阳工程学院硕士学位论文摘要摘要随着全球风能的飞速发展，世界对新能源发电需求的不断增加，风力发电机组的运行数量不断增加，再加上风机的长期运行和风机运行环境的恶化，机组部件不可避免地会发生破坏性的事故。由于大部分风电场所处环境恶劣，大风扬沙、雾霾严重，春天杨絮、柳絮漫天，夏季高温等多种因素影响，导致风机机舱、齿轮箱散热片受到污染，灰尘堵塞冷却系统进气

5、口，造成齿轮箱热交换器性能下降，导致风力发电机齿轮箱油温过高，风机限功率运行甚至停机。尤其在春夏季柳絮污染高发时期对风电场发电量造成严重影响，必须花费大量的人力进行处理，传统的人工除尘方法，既大大增加了运维人员的工作，又由于维护的实效和故障的延迟判断等因素，增加了风电机组的不可利用小时数，给风场造成经济损失。所以为风力发电设备研发一个高效多元化、能同时满足监控、处理风电问题的的机组机舱环境智能控制系统的是很有必要的。首先，本文通过对机组机舱内部的主要发热源进行总结和分析，得出各部分发热源的发热原因，并对现有应对解决措施优缺点进行了对比

6、，为之后的发热量诊断系统中的温度传感器安装地点的选择提供了确切数据。通过对有限元分析软件与计算流体力学与数值传热学的论述，讨论了其方法对机舱内部温度进行仿真的可行性，并分别详细阐述了齿轮咬合热量、轴承热量、润滑油产生的热量、齿轮箱产生热量，介绍了齿轮箱产生热量的模拟计算方法，为后续研究提供研究基础。其次，本文提出了课题研究系统的控制系统硬件方案设计，通过对比不同类型的风机特点选择出适用于风机机舱内部的轴流风扇，总结出了通风组件的主要所需考虑的条件，并提出了选择轴流风机排热扇的需求。主要讨论了过滤网材质的选择，对比了四种常用的过滤网材料

7、特点特性，根据现有文献所应用的仿真算法结果，选择出最适用与常见普遍风机机舱环境的过滤网材料。最后，本章通过对机舱环境智能控制系统所实现功能需求进行分析，选择并研究出适用于控制系统的步进电机控制算法。通过对专家自适应PID参数进行整定，经过算法判断，从而对步进电机进行运行控制，实现了对机舱内部进行送风动作与智能过滤系统过滤网的自动更替给进。通过对三组样机进行输出有功功率及机舱内部齿轮箱温度曲线对比分析，得出机舱环境智能控制系统对风机的运行、发电效率起到了明显的提升作用，能够解决目前风机机舱环境现存问题。为本研究后续展望提供了坚实的理论基

8、础和依据。关键词：风机；机舱环境；过滤网；自适应PID算法；控制系统I沈阳工程学院硕士学位论文AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentoftheglobalwindenergy,th