风力发电变桨与偏航轴承

风力发电偏航控制系统的研究

0 引言

风能是一种清洁能源，在人类实现可持续发展中有着重要作用，由于它的作用大，故此吸引的许多人的开发，风力发电更是受到广大的青睐。其可靠优秀可靠优秀也被更多人认识。

本文主要是对风力偏航控制系统的组成和原理做一个简单的了解，偏航系统主要是由偏航控制机构和偏航驱动机构两大部分组成，控制机构包括风向传感器，偏航控制器，解缆传感器组成，而驱动机构是由偏航轴承，偏航驱动装置，偏航制动器组成。本课题也是在了解了风力发电的一些基本原理的前提下面，进一步对偏航做一个更好的认识，了解简单的控制流程。同样就风力在全世界的快速发展，因此带动了一大批产业的崛起，它对世界经济的上升带来了不可忽视的重大作用。

1 风力发电概况

1.1国外风力发电的发电

根据全国风能理事会发布的全球风电市场装机数据，2011年，全球新增风电装机达到237669MW。这一数据表明全球累计装机实现了21%的年增长，新装数据达到6%。到目前，全球75个过国家有商业运营的风电装机，其中22个国家的装机容量超过1000MW。1996~2011年全球风电发展情况如图1-1和图1-2。

1

图1-1 1996~2011年全球风电每年新增装机容量

图1-2

某某学院毕业设计

某某学院毕业设计(论文）

家用新型变桨矩风力发电机设计

某某

班 级 某某 专 业 某某 所 在 系 指导老师 某某

完成时间2012年12月10日至2013年6月16日

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某某学院毕业设计

目 录

摘 要 ............................................................................................................................. 4 引 言................................................................................................................................................6 1.风机总体设计方案 ............................................................................

合作建设风力发电变桨和偏航变速箱、电动汽车减速器及齿轮项目可行性研究报告

合作建设风力发电变桨和偏航变速箱、电动汽车减速器及齿轮项目可行性研究报告

目录

第一章总论 (1)

1.1项目名称及承办单位 (1)

1.2可行性研究报告编制依据 (1)

1.3可行性研究报告的研究范围 (1)

1.4推荐方案与结论 (2)

第二章项目提出的背景与必要性 (12)

2.1企业概况 (12)

2.2项目提出的背景 (12)

2.3项目提出的必要性 (14)

第三章市场分析及预测 (20)

3.1行业现状分析 (20)

3.2市场预测 (29)

第四章建设规模和产品方案 (35)

4.1建设规模和产品方案合理性分析 (35)

4.2生产规模 (36)

4.3产品方案 (36)

第五章项目选址与建设条件 (39)

5.1建设地址 (39)

5.2建设条件 (39)

5.3厂址评述 (46)

第六章技术、设备及工程方案 (49)

6.1设计原则 (49)

6.2项目组成 (49)

6.3工艺技术及设备方案 (50)

6.4总图运输 (53)

合作建设风力发电变桨和偏航变速箱、电动汽车减速器及齿轮项目可行性研究报告

6.5建筑工程 (56)

6.6给排水 (61)

第七章原辅材料及燃料动力供应 (66)

7.1原辅材料供应 (

毕业设计(论文)开题报告

题 目： 海上风力发电变桨伺服系统设计

学 院： 电气信息学院

专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导老师：

2015年 3月 15日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的

摘 要

能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。风力发电作为一种可持续发展的新能源，不仅可以节约常规能源，而且减少环境污染，具有较好的经济效益和社会效益，越来越受到各国的重视。

由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点，风力发电机组是复杂多变量非线性不确定系统，因此，控制技术是机组安全高效运行的关键。偏航控制系统成为水平轴风力发电机组控制系统的重要组成部分。风力发电机组的偏航控制系统，主要分为两大类：被动迎风偏航系统和主动迎风系统。前者多用于小型的独立风力发电系统，由尾舵控制，风向改变时，被动对风。后者则多用大型并网型风力发电系统，由位于下风向的风向标发出的信号进行主动对风控制。本文设计是大型风力发电机组根据风速仪、风向标等传感器数据，对风、制动、开闸并确定起动，达到同步转速一段时间后，进行并网操作，开始发电。

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：风力发电机；风向标；偏航控制系统；驱动机构

I

湖南电气职业技

新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）

新疆大学科学技术学院

College of science ＆ technology Xinjiang University

学生毕业论文(设计)

题 目：风力发电机组偏航控制系统设计 指导教师: 王海云

学生姓名：刘海龙

专 业：电气工程及其自动化

班 级：电气09-1

完成日期：2013年5月30日

新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）

声 明

郑重声明，此论文（设计）是本人在相关老师指导下完成，没有抄袭、剽窃他人成果，否则，由此造成的一切后果由本人负责。

本人签名：

新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）

新疆大学科学技术学院 学生毕业论文（设计）任务书

学生姓名 刘海龙 学号 20092450037 专 业 电气工程及其自动化 班级 电气09-1

新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）

新疆大学科学技术学院

College of science ＆ technology Xinjiang University

学生毕业论文(设计)

题 目：风力发电机组偏航控制系统设计 指导教师: 王海云

学生姓名：刘海龙

专 业：电气工程及其自动化

班 级：电气09-1

完成日期：2013年5月30日

新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）

声 明

郑重声明，此论文（设计）是本人在相关老师指导下完成，没有抄袭、剽窃他人成果，否则，由此造成的一切后果由本人负责。

本人签名：

新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）

新疆大学科学技术学院 学生毕业论文（设计）任务书

学生姓名 刘海龙 学号 20092450037 专 业 电气工程及其自动化 班级 电气09-1

定桨定速风机

1、 桨叶与轮毂的连接是固定的，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。桨叶经过特殊的设计，

可以依靠气动特性保持叶轮相对转速不变。

2、 基本结构：塔架、轮毂、桨叶、主轴、变速箱、发电机、偏航系统、液压系统、和电气控制组成。 3、 调节方式：

当风速高于风轮的设计点风速即额定风速时，桨叶必须能够自动地将功率限制在额定值附

近，因为风力机上所有材料的物理性能是有限度的。桨叶的这一特性被称为自动失速性能。为了提高效率，采用双绕组发电机，控制系统根据不同的风速切换大小。（玻璃钢复合材料研制成功了失速性能良好的风力机桨叶，解决了定桨距风力发电机组在大风时的功率控制问题）

当运行中的风力发电机组在突然失去电网（突甩负载）的情况下，桨叶自身必须具备制动能

力，使风力发电机组能够在大风情况下安全停机。（将叶尖扰流器成功地应用在风力发电机组上，解决了在突甩负载情况下的安全停机问题，在紧急情况下，叶尖扰流器释放并旋转90°，形成阻尼板，对风机进行空气动力刹车，低速或高速轴上的盘式制动器与扰流器配合保证机组可靠制动。）

4、 优点：结构简单、成本较低、坚固耐用。

缺点：效率低、多为小机型，早已经不是主流的机型。当风速达到一定

一种变桨距控制装置，包括电源、电机、位置检测器、桨距控制器及变桨距执行机构，其特征在于电源由整流器、储能装置和逆变器组成，其中储能装置并联于整流器和逆变器之间；逆变器的输入端与正反转控制器相联接；桨距控制器的输入端与位置检测器相联接，输出端分别与逆变器和正反转控制器相联接。由于储能装置为电池或电容，尤其采用电容储能时，直流逆变，不仅可避免漏油，无污染、免润滑，并且重量比电池轻了50％，寿命可达一百万次。 变桨距也就是调节桨距角。在风力机中，通过对桨距角的主动控制可以克服定桨距/被动失速调节的许多缺点。

下图1（不同叶片的桨距角对输出功率的影响）表示了输出功率对桨距角变化的敏感性。 桨距角最重要的应用是功率调节，桨距角的控制还有其他优点。当风轮开始旋转时，采用较大的正桨距角可以产生一个较大的启动力矩。 停机的时候，，经常使用90°的桨距角，因为在风力机刹车制动时，这样做使得风轮的空转速度最小。在90°正桨距角时，叶片称为“顺浆”。

在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能地捕捉较多的风能，所以这时没有必要改变桨距角，此时的空气动力载荷通常比在额定风速之上时小，因此也没有必要通过变桨距来调节载荷。然而，恒速风力发电机组的最佳桨距角随着风速的变化

ICS

Q/JF 新疆金风科技股份有限公司企业标准 Q/JF 2SJ1500SM.6-2007

金风1500kW系列风力发电机组

变桨系统出厂调试手册

版 本：A1 编 制： 校 对： 审 核： 标准化： 批 准：

2007-07-15发布 2007-07-15实施 新疆金风科技股份有限公司 发布

Q/JF 2SJ1500SM.6-2007 目 次 前 言 ............................................................................. II 1 范围 .............................................................................. 1 2 试验说明 ................................................