风力发电机偏航系统控制精选.docxVIP

摘 要 本文介绍了风力机的偏航控制机构、驱动机构的基础上，采用PLC作为主控单元，设计了风电机组的偏航控制系统。系统根据风向、风速传感器采集的数据，采取逻辑控制主动对风，实现了对风过程可控。论文给出了基于风向标、风速仪的偏航控制系统的软硬件设计结果。 关键词： 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第1章 绪论 2 1.1 课题的背景和意义 2 1.2 国内风力发电的发展 3 第2章 风力发电机组系统组成及功能简介 5 2.1 风力机桨叶系统 5 2.2 风力机齿轮箱系统 6 2.3 发电机系统 7 2.4 偏航系统 8 2.6 刹车系统 8 2.8 控制系统 8 第3章 偏航控制系统功能和原理 10 3.1 偏航控制机构 10 3.1.1 风向传感器 10 3.1.2 偏航控制器 12 3.1.3 解缆传感器 12 3.2 偏航驱动机构 13 3.2.2 偏航驱动装置 15 3.2.3 偏航制动器 16 第4章 偏航控制系统设计及结果分析 18 4.1 偏航系统控制过程分析 18 4.1.1 自动偏航 18 4.1.2 90度侧风控制 19 4.1.3 人工偏航控制 20 4.1.4 自动解缆 20 4.1.5 阻尼刹车 21 4.2 偏航控制系统总体设计结构与思想 22 4.3 偏航控制系统设计各组成器件简介、选型及原理 22 总结与展望 23 参考文献 24 致谢 24 第1章 绪论 1.2 国内风力发电的发展 在中国，风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上。这些地区缺少煤炭及其他常规能源，并且冬春季节风速高，雨水少；夏季风速小，降雨多，风能和水能具有非常好的季节补偿。另外在中国内陆地区，由于特殊的地理条件，有些地区具有丰富的风能资源，适合发展风电，比如江西省都阳湖地区以及湖北省通山地区。 目前我国的风能利用方面与国际水平还有一定差距，但是发展很快，无论在发展规模上还是发展水平上，都有很大提高。新华社报道，截至2006 年10 月，内蒙古自治区克什克腾旗的风电装机容量达80160 千瓦，占全国风电装机总容量的10.54%，年发电量达1.6 亿千瓦时。克什克腾旗风能资源十分丰富。自1999 年首批2 台单机600 千瓦风机投入运行以来，到2005 年由大唐集团公司投资3.5 亿元兴建的塞罕坝一期36 台单机850 千瓦风电机组投入运营，克什克腾旗规划的5 个风电场已建成了4 个，共装风机109 台。 中国 2004 年电力新投产的装机容量破世界纪录，但同时全国却仍然发生大范围拉闸限电现象。形成这种巨大反差的基本原因是，快速增长的电力供给赶不上更快速增长的电力需求。沿海发达地区和西北地区都是我国风能资源分布的丰富区。如果能够充分开发地区的风能优势则风力发电正好可以弥补东南沿海经济发达地区电力短缺的难题，在西北经济落后地区既可以提高当地人民生活水平，有可以增加就业并向经济发达地区卖电，提高地方经济发展速度。 第2章 风力发电机组系统组成及功能简介 图2.1 风力发电机组结构总图 2.1 风力机桨叶系统 2.2 风力机齿轮箱系统 2.3 发电机系统 图2.2 双馈异步感应发电机系统结构图 2.4 偏航系统 2.6 刹车系统 2.8 控制系统 图2.3 控制系统结构图 第3章 偏航控制系统功能和原理 3.1 偏航控制机构 3.1.1 风向传感器 图3.1 风向传感器原理图 3.1.2 偏航控制器 3.1.3 解缆传感器 3.2 偏航驱动机构 3.2.1 偏航轴承 a）外齿驱动形式的偏航 b）内齿驱动形式的偏航系统 图3.2 偏航系统结构简图 a）外齿形式 b）内齿形式 图3.3 偏航齿圈结构简图 3.2.2 偏航驱动装置 图3.4 偏航减速齿轮 3.2.3 偏航制动器 图3.5 偏航制动器结构图 第4章 偏航控制系统设计及结果分析 4.1 偏航系统控制过程分析 4.1.1 自动偏航 图4-2 自动偏航传感器状态示意图（双箭头线表示风向标0 度位置） 表4-1 自动偏航传感器ASS 参数说明和电机运行状态表 ASS 设置 电机状态 00 已对风（在偏航精度内） 停止 01 锐角偏航偏航 电机正转 10 锐角偏航偏航 电机反转 11 钝角偏航 视上次偏航情况 4.1.2 90度侧风控制 4.1.3 人工偏航控制 4.1.4 自动解缆 4.1.5