风力发电项目说明

《风力发电项目说明》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、风力发电模拟控制系统方案介绍参赛院校：太原工业学院队伍名称：风之梦指导教师：刘彬团队成员：章安福、刘林陈艳文、银哲风力发电模拟控制系统1研究背景2项目概述3系统设计说明4系统实现5总结一研究背景人类对化石能源的过渡依赖以及由此引起的环境恶化，使人们越来越关注新能源问题。风能作为一种可再生的清洁能源越来越被人们重视，风力发电对于“低碳”经济有着重要的意义。风能的开发、利用蕴藏着巨大的经济、社会价值。目前中小型风力发电机组均无调速装置，无法保证输出电压的稳定。针对此问题，我们设计了一个风力发电模拟系统，实现了发电机转速调节和偏航控制。二项目概述风力发电模拟控制系统采用双闭环控制结构，通

2、过对风向、风速、风轮转速及发电机转速进行检测，结合伺服电机和行星齿轮，控制发电机的转速，实现了发电机电压的稳定输出。同时偏航系统能够保证风机跟据风向改变而改变。本系统采用PACSystemsRX3i和Genius总线进行现场控制，并结合iFIX实现了远程监控功能，具有较强的扩展能力，在将来的应用中可以实现群策群控。系统实物图完成的系统实物发电机主轴结构三系统设计说明触摸屏iFIX上位风力发电机Genius负载机监控模拟系统PAC风力发电机Genius并网负载系统模拟系统.........理想系统结构图已完成系统结构图转速调节控制框图偏航系统控制框图系统配置功能模块型号IC695PS

3、D040IC695CPU310控制器PACSystemsRX3iIC695ETM001IC695ALG600Genius总线控制器I/O及现场总线从站模块GBI001IC694DSM324运动伺服控制IC695HSC304QuickPanelControl人机界面及监控软件ProficyHMI/SCADA–iFIX执行机构βis0.5/6000220v交流伺服电机以太网通讯方式现场总线四系统实现系统组成及各部分功能1、模拟风源的选择与改进在模拟风源上我们用扇叶直径为750mm的350W大功率风扇，经过改进。可以在一定范围内进行无极调速，实现风速大小的连续改变。2、风轮设计加工开始阶

4、段，我们选用的是30W小型风力发电机叶片，试验过程中发现，叶片所能产生的力矩很小，不能满足需求。后来，我们在网上看到一段自制风力发电机的视频。我们尝试着用PVC管来制作扇叶，用铝板制作轮毂，几经测试，达到了一定效果，我们采用了此方案。3、调速机构设计方案一：通过设计变浆系统来实现转速的调节，用舵机调节叶片的转角，改变叶片迎风面积，从而改变叶片的受力力矩。但由于我们结构偏小，不宜于实现。方案二：通过外加电机来调节低速轴与齿轮箱的相对速度来保证高速轴以较为稳定的速度输出。行星调速装置示意图：利用行星齿轮箱实现运动的合成，运动的合成是将两个输入运动合为一个输出运动。即叶片转速输入与调节电

5、机的输入决定发电机的转速风轮主轴、调速电机主轴、发电机的转速关系：3V=4V−V01224、偏航系统通过风向传感器的反馈信号，实时监控风向的变化，通过交流伺服电机来控制精密转台的转动，从而实现偏航。交流伺服电机根据风向与风轮的夹角控制精密转台。伺服转台的减速比为90：1.5、iFIX人机交互界面这是监控画面首页，在这里我们可以根据需要选择所要监控的机组，同时，可以进行用户登录登录权限分工程师和操作员，操作员有浏览界面权限，不可修改。工程师可以完全控制和修改整个系统。通过密码的设置来维护登陆安全。发电机组监控首页：通过组态画面实时反应机组现场运行情况。在数据观察窗口可以显示相关的实时

6、数据，并且设置了报警显示，便于及时反应现场运行情况和维修。偏航监控：在这个画面中我们可以直接的观测风机各个部分的运行情况。风速、风轮转速、发电机转速数据曲线：数据曲线可以形象的展示各部分的运行波动，便于远程多变量同时监测及历史数据对比。风向、转台电机转速数据曲线：QuickPanelView人机交互界面QuickPanelControl中的QuickPanelView用来监控显示风速、风向偏角、发电机转速等，并设有现场控制按钮，可以通过触摸屏来控制设备的运行。6、负载负载部分我们通过连接单片机控制液晶显示，表明输出电压的稳定。五总结本设计具有以下优点：1、在中小型风力发电机中使用行

7、星齿轮调速的方案，使发电机输出稳定电压，可以被直接利用；2、在控制中应用了总线模块实现了远程控制，为实现群策群控系统打下了良好基础；3、使用iFIX设计了人机交互界面实现远程监控；4、本装置可用于实验教学，使学生深刻理解风力发电系统原理及可编程自动控制器的控制过程。