《论文_李翔风电专业毕业设计论文(定稿)》

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1、永磁直驱风力发电机组控制系统设计（湖南电气职业技术学院电气系，湖南，湘潭，411100）摘要风力发电作为绿色能源在全世界迅速发展，这是解决世界能源危机的重要途径，在这个背景下本文对直驱式永磁风力发电控制系统进行了应用设计。本文以风力发电的工作原理等基础理论为基本理论，得到一种控制风能的利用效率的变桨控制的基本控制策略;通过比较当前流行的几个风力发电机组的结构和不同控制方案Z间的不同特点；分析了直驱式永磁风力发电的性能和特点，最终得出本机组需要采用以“同步高速、无刷励磁旋转、全功率的逆变''为核心的技术路线。本论文最后

2、完成了风力发电机控制系统的设计，以控制系统所要实现的功能为基础，根据控制系统的要求，分析了系统输出和输入的信号，简单阐述了组成控制系统的硬件系统的可编程处理器和最主要的控制信号变送器，确定了传感器的类型以及各换件的配置；以这些为基础讨论了一些控制系统的控制策略，研究设计了主程序的流程图，变桨距控制图，并详细的研究了变桨距的控制过程，得出了控制原理和结构组成。关键词：风力发电机；控制系统；变桨控制目录第•章绪论31.1弓丨甘31.2风力发电在国内外发展现状和趋势31.3风力发电原理71.4风力发电机结构9第二章风力机的

3、相关理论及本系统的结构102.1风电机组的工作原理102.2风力发电机组的分类11221水平轴风力发电机12222垂直轴风力发电机122.3风力发电机组控制系统132.4变桨系统和偏航系统的运行原理142.4.1变桨系统142.4.2偏航系统15第三章永磁直驱同步风力发电控制系统设计173.1永磁直驱同步风力发电控制系统概述173.2变桨距控制技术简介及变桨机构分类193.3液压变桨机构与电动变桨机构原理213.4电动变桨控制器的设计23笫四章结束语28致谢29［参考文献］30第一章绪论1引言发展可再生能源已经是大势

4、所趋。主要发达国家、发展小国家，都已经将发展风能、太阳能等一些可以再生的能源作为对新世纪气候变化和能源双重的挑战的-个重要手段。但是除了水能之外的其他可再生能源之中，风能毫无疑问是世界上所公认的最最接近商业化的技术之一和其他可再生能源相比，风能的经济性最明显，而且产业化的基础最好，也不存在生物能的资源约束问题，另外也没有其他人的环境影响，在可预见的时间内（2030—2050年），都将是最有可能大规模发展的能源资源之一。1.2风力发电在国内外发展现状和趋势风是一种潜力很大的新能源，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴人风

5、，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并冇数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力（即750万千瓦：一马力等于0.75千瓦）的功率！有人估计过，地球上可用來发电的风力资源约有100亿千瓦，儿乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。在过去的5年间，风电发展不断超越其预期的发展速度，而且一直保持着世界增长最快能源的地位。2005年以來，全

6、球风电累计装机容最年平均增长率为27.3%,新增装机容最年平均增长率为36.1。根据丹麦BTM咨询公司报告，2009年全球有超过3810.3万kW的新增装机容量并入电网，营业总额达到500亿欧元。截至2009年底，全世界风电累积装机总容量约为1.6亿kW,同比上年增长31%.日询，风电的年发电量约3400亿kWh,风力发电量已经占到世界总发电量的2%以上。在累计装机容量上，欧洲仍然是风力发电市场的领导者，截至2009年底，其累积装机总容量为7655.3万kW,占全世界风电总装机的47.9%,提前超额完成了到2010年

7、风电装机容量达到4000万kW的日标。但是，在2009年新增装机容最方而，欧洲只占28.2%,北美洲达到39.3%,亚洲达到30%0,欧洲已经失去其领先的地位了，中国和美国成了推动全球风电产业的火车头。目前，徳国、西班牙和意人利三国的风电机组的装机容量约占到欧洲总量的65%近年來，在欧洲人力发展风电产业的国家还有法国、英国、葡萄牙、丹麦、荷兰、奥地利、瑞典、爱尔兰。欧洲之外，发展风电的主要国家有美国、中国、印度、加拿人和口札迄今为止，世界上已有82个国家在积极开发和应用风能资源。未来的20年之内什么将会是世界上发展速

8、度最快的能源呢，毫无疑问一定是风电。目前近海风电场的开发主要在欧洲的丹麦、英国、荷兰、瑞典、爱尔兰、徳国等国家。到2009年底，已有834台共211万kW的风电机组在海上风电场投入运行，约占全球累计风电装机容量的1.3%.2009年新增海上风电场9个，新增海上装机容量68.9万kW,新增海上风电机组224台，最小单机功率为2MW,最大装机功率5