风力发电偏航控制系统仿真模设计

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

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

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

学号： 2010509044

浙 江 大 学 毕业设计（论文）

题 目 基于PLC的风力发电控制系统设计 学 生 学 院 专业班级 校内指导教师 专业技术职务 校外指导老师 专业技术职务

二○一二年六月

基于PLC的风力发电控制系统设计

摘 要：近年来随着经济的不断发展和人们生活水平的不断改善，在世界范围内石油、煤炭这些不可再生资源的使用量已经大大超过环境所能承受的范围，燃烧发电厂产生的污染物也对地球环境产生了负影响。然而风能是一种清洁、可再生的能源，在发电这一领域具有巨大的开发潜力和商业活力。随着科技的不断进步，计算机和可编程控制的科研水平在提升，这对于

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学号： 2010509044

毕 题 目

浙 江 大 学 业设计（论文）

基于PLC的风力发电控制系统设计

1

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览

国电电力新疆新能源开发有限公司初级职称评定论文

摘 要

当今对可再生能源的开发利用中，风能由于其突出的优点而成为研究的热点，风力发电是我国能源和电力可持续发展战略的最现实选择。目前各种风力发电技术的发展方兴未艾，其中变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的重视。本文在传统风力发电技术的基础上，主要致力于研究变速恒频双馈风力发电技术，从改善运行性能及增强实用性的角度出发，对变速恒频双馈风力发电技术展开了比较全面的理论性研究。

通过查阅资料，首先分析了变速恒频风力发电的原理，并对风力发电机组的主要机型和控制技术做了简要概述。接着对变速恒频双馈风力发电系统的控制进行了研究，最后详细分析了该风力发电系统的结构以及基本原理，并提出了控制策略对其进行控制。在风力发电系统中，采用最大功率跟踪控制算法，能够有效地从风中获得最大能量。

关键词：变速恒频；尖速比；IGBT变流器；变桨距控制

I

国电电力新疆新能源开发有限公司初级职称评定论文

目 录

摘 要 ..........................................................................................

发电技术

基于ＬａｂＶＩＥＷ的风力发

潘令春，蔡旭，

（上海交通大学电气工程系。

验平台

［摘要］建立了变速恒频风力发电控制系统试验平台；基于ＬａｂＶＩＥＷ软件，实现了风力发电控制系统的数据采集、风机运行控制及电网监测等功能；在试验平台上对１１ｋＷ风电机组进行了样机试验。实验结果表明，试验平台能协调控制风电机组的运行，正确反映风力发电的规律，从而验证了试验平台的可行

性。

、

关键词风力发电变速恒频控制系统ＬａｂＶＩＥＷ

平台由运行ＬａｂＶＩＥＷ控制程序的工控机作为控制核心，实现风电机组的协调控制运行以及试验数据的采

１安全防护的总体策略

为了便于开展对变速恒频风力发电技术的研究，在实验事建立了变速恒频风力发电控制系统试验平台，并基于ＬａｂＶＩＥＷ编写了风力发电主控制系统的监控软件。该试验平台能很好地控制风电机组在不同风况下的运行，并能实现对实验数据的采集、保存与分析。

集和监测功能。

３基于ＬａｂＶＩＥＷ的数据采集模块

风力发电控制系统数据采集模块主要用于实现风力发电试验平台各子系统之间的通讯，包括对一系列开关量控制和反馈信号以及相关模拟信号输入／输出的采集等，本系统采用北京ＡＲＴ科技有限公司的ＰＣＩ系

２风力发电控制系统试验平台的构成与功能

交流励磁变速恒频风力发电控制

毕 业 设 计

题目：

大型风力发电机组控制系统设计

学 生： 学 号：

学 院： 电气与信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师：

2017年06月18日

毕业设计任务书

电气与信息工程学院 电气工程及自动化 专业 133 班级学生 题目：大型风力发电机组控制系统设计

完成期限：从 2017 年 02 月 27 日起到 2017 年 06 月 18 日 课题的意义及培养目标：

随着环保问题的日益突出，能源供应的渐趋紧张，风力发电作为一种清洁的可再生能源的发电方式，已越来越受到世界各国人民的欢迎和重视。同时，风力发电又是新能源发电技术中最成熟和最具规模开发条件的发电方式之一。因此，近几年来，我国的风力发电事业得到了很快的发展。本课题以目前风力发电系统中较普遍使用的3MW风力发电机为研究对象，以西门子S7-300PLC为核心，同温度传感器、位移传感器、同步电机等设备一起设计一套同步风力发电机的主控系统，实现各种保护，运行等控制要求。最后，再通过实践验证其可行性。经过本系统的设计实践，使学生可以很好的与目前的先进工程实践接轨。使所学的专业课及专业基础课的知识由理论转向实践，使所学的

毕 业 设 计

题目：

大型风力发电机组控制系统设计

学 生： 学 号：

学 院： 电气与信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师：

2017年06月18日

毕业设计任务书

电气与信息工程学院 电气工程及自动化 专业 133 班级学生 题目：大型风力发电机组控制系统设计

完成期限：从 2017 年 02 月 27 日起到 2017 年 06 月 18 日 课题的意义及培养目标：

随着环保问题的日益突出，能源供应的渐趋紧张，风力发电作为一种清洁的可再生能源的发电方式，已越来越受到世界各国人民的欢迎和重视。同时，风力发电又是新能源发电技术中最成熟和最具规模开发条件的发电方式之一。因此，近几年来，我国的风力发电事业得到了很快的发展。本课题以目前风力发电系统中较普遍使用的3MW风力发电机为研究对象，以西门子S7-300PLC为核心，同温度传感器、位移传感器、同步电机等设备一起设计一套同步风力发电机的主控系统，实现各种保护，运行等控制要求。最后，再通过实践验证其可行性。经过本系统的设计实践，使学生可以很好的与目前的先进工程实践接轨。使所学的专业课及专业基础课的知识由理论转向实践，使所学的