基于s7-1200的海上风电控制系统设计

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于S7-1200的海上风电控制系统设计作者姓名郑越学位类别工程硕士指导教师刘志新教授2015年12月中图分类号：TP273学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工程硕士学位论文(工程设计)基于S7-1200的海上风电控制系统设计硕士研究生：郑越导师：刘志新教授副导师：杨会龙高工申请学位：工程硕士工程领域：电气工程所属单位：秦皇岛市电力公司答辩日期：2015年12月授予学位单位：燕山大学ADissertationinControlEngineeringDESIG

2、NOFOFFSHOREWINDPOWERCONTROLSYSTEMBASEDONS7-1200byZhengYueSupervisor:ProfessorLiuZhixinYanshanUniversityDec.2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于S7-1200的海上风电控制系统设计》是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本

3、声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于S7-1200的海上风电控制系统设计》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□√

4、。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要风能是一种清洁的可持续能源。风力发电机组是将风能转化为电能的主要设备，它是风力发电的重要组成部分。而控制系统又是重中之重，不仅要保证机组的正常运行，还要实现风能到电能的最大转换效率。本文主要先从风力发电机组的基本结构和理论入手，对贝茨理论、风力发电机的特性进行了研究和分析，着重对双馈异步发电机的工作原理进行了研究，包括有功功率和无功功率分析，以及交流励磁电源的分析。在此基础上，基于西门子S7-1200控制器完成系统的整体设计，包括硬件设计和软件设计

5、。根据系统的控制要求，完成对机组的各个子系统的设计工作，包括偏航系统、桨距控制系统、转速控制系统的设计，并进行系统性能分析。当风机正常启动时，启动桨距控制和偏航控制；当风速未达到额定风速时，进行最大风能追踪；当风速超过额定功率时，系统进行恒功率控制，限制风能的转化，保护机组的安全。最后基于WinCC组态软件完成系统的监控系统设计。本文的工作为海上风电控制系统的设计打下了良好的基础，提供了较好的技术积累。关键词：自动控制，海上风电，西门子S7-1200，WinCC，监控系统I燕山大学工程硕士学位论文AbstractWindpower

6、isthecleanandsustainableenergy.Thewindturbine,astheprimarydevice,isabletoconvertwindenergyintoelectricalenergy,whichisthemainpartofthewindpowergeneration.Thecontrolsystemisatoppriority.Thesystemisabletonotonlyensurethenormaloperationoftheunit,butalsogetmoreenergyfromt

7、hewindconvertingtoelectricity.Inthispaper,itisstartedwiththeanalysisofbasicstructureandtheoryofwindturbines.Thecharacteristicsofthewindturbine,Batestheoryareanalized.Wefocusontheprincipleofdouble-fedasynchronousgenerators,includingactiveandreactivepowerandtheanalysiso

8、fACexcitationpower.Thentheoveralldesignsofthesystem,includinghardwareandsoftware,aregiven.Accordingtothecontrolsystemrequire