基于PCS7变桨距风力发电机组偏航控制系统设计毕业论文.doc

基于PCS7变桨距风力发电机组偏航控制系统设计毕业论文 目 录 1 绪论 1 1.1论文的背景和意义 1 1.2国际风力发电的现状和趋势 2 1.3国内风力发电的发展 2 1.4当前我国风力发电亟待解决的难点 4 1.5 我国风力发电的前景与展望 4 1.6 本章小结 5 2 风力发电机组系统构成及功能简介 6 2.1 风力发电的原理 6 2.1.1风力发电机的基本类型 6 2.1.2现代风机 7 2.1.3 现代风力发电的原理 7 2.2风力发电机的组成结构 8 2.2.1风力机桨叶系统 8 2.2.2变桨距系统 9 2.2.3风力机组传动系统 10 2.2.4发电机系统 11 2.2.5 偏航系统 12 2.2.6 解锁装置 12 2.2.7刹车系统 12 2.2.8塔架 13 2.3 风力发电机组的控制技术 13 2.3.1风力发电机组控制系统 13 2.3.2风力发电控制技术的发展趋势 14 2.4本章小结 15 3 风力发电机组偏航控制策略 16 3.1偏航控制系统的基本结构 16 3.1.1偏航轴承 16 3.1.2偏航制动器 17 3.1.3偏航控制驱动装置 17 3.1.4偏航计数器 17 3.1.5扭转保护装置 17 3.2偏航控制系统的工作原理 18 3.2.1自动偏航 19 3.2.2 90度侧风控制 20 3.2.3人工偏航控制 21 3.2.4 自动解锁 21 3.3偏航控制系统模糊控制策略 21 3.4偏航控制系统模糊控制器的设计 22 3.4.1模糊控制器的结构 22 3.4.2 输入输出变量的模糊化 22 3.4.3模糊控制规则表 24 3.4.4风力发电机组偏航系统模糊控制器的仿真 26 3.4.5 仿真结果与分析 27 3.5 本章小结 28 4 系统研制开发平台 29 4.1.wincc软件的介绍 29 4.2 风力发电偏航控制组态仿真平台设计 29 4.2.1 wincc6.0的功能和优点 29 4.2.2 监控系统的设计和功能实现 30 4.3 step7软件的介绍 30 4.4 PLC简介 31 4.5 本章小结 31 5 风力发电机组偏航控制系统设计 32 5.1偏航控制系统总体设计 32 5.2风力发电机组偏航控制系统硬件设计 33 5.2.1设备选型 33 5.2.2硬件电路图 33 5.3风力发电机组偏航系统程序 34 5.3.1风力发电机组自动偏航控制流程图 34 5.3.2 人工偏航流程图 35 5.3.3 自动解缆流程图 35 5.4根据控制流程图设计PLC程序 36 5.4.1机舱位置计算 36 5.4.2风向角计算 38 5.4.3自动偏航程序 38 5.4.4自动解缆程序 41 5.4.5偏航系统总程序 44 5.4实验结果与分析 46 6毕业设计总结 47 参考文献： 48 外文论文 49 中文译文 57 致 谢 67 1 绪论 1.1论文的背景和意义 当今社会，能源已经成为人来赖以生存的重要物质基础，但是随着能源的开采和利用，造成了严重的资源枯竭和环境的破坏。化石能源的过度消耗，煤炭、石油、天然气等能源在努的可再生、环保、洁净的能源是取之不尽用之不竭的，还是一种能源煤电、核会环境污染。技术日趋成熟产品质量可靠，用率95%以上风力发电的经济性日益提高，发电成本低于电和核电风力发电场建设工期机组安装方便易操作 绿色和平组织和欧洲风能协会在2002年提出了《风力12》报告， 预计到2020年，风力发电将世界风力发电总量的14%风力发电的经济性、实用性等也必将显 现出来。 　1999年10月5日，国际能源研究报告指出：到2020年，风能可为世界电力提供10%，增加170万个就业机会，并在全球范围内减少100多亿吨二氧化碳废气的排放。风电技术经过20年的研究日益成熟，，风电的成本从20美分/kWh持续下降到3美分/kWh，商业化机组的单机容量从55kW增加到6000kW，运行可靠性的发电成本接近于常规火电，迅速发展为初具规模的新兴产业。 根据全国风能理事会（GWEC）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%。到目前为止，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。预计到2014年底,全球累计安装量达235000 MW,风电占全球总供电量市场的2.3%。 1.3国内风力发电的发展 我国现代风力发电事业起始于上世纪70年代。到1998年底，全国已建成了20个风电场，总装机容量达220 MW。目前，我国有将近30个风电场，总装机容量达到46万kw。目前国内最大的风电场是新疆达坂城二风场，其总装机容量为57.