兆瓦级风电机组低压交流变桨控制系统设计与研究

发布时间：2020-11-20 16:12

　　 伴随着当今社会生产力的高速发展,人类对能源的需求越来越大。常规能源的现状(煤、石油、天然气等储量有限且几乎无法再生)逼迫人类不得不需求一种可再生的能源用于替代常规能源,因而风能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源便得到了极大的重视,相应的风力发电也就进入了大步发展期。大兆瓦级的机组的增多,使得对机组的安全性、可靠性、成本控制等方面的考虑变得越来越重要。本文以兆瓦级风电机组低压交流变桨控制系统为研究对象。针对兆瓦级风电机组的高安全性、高可靠性和低成本的需求问题,提出了低压超级电容交流变桨系统的设计。首先依据机组所要求的风轮载荷、轮毂结构、各项功能要求等技术参数进行系统硬件设计。本文从电气回路、器件选型、柜内器件布局以及柜体的结构等四个方面来完成低压变桨系统的硬件方面设计。电气回路做到简单全面,器件选型做到可靠不浪费,器件布局合理降低电磁干扰,柜体结构实现系统使用年限要求。从这些方面的设计来满足机组对安全性、可靠性、低成本的要求。其次依据机组所要求的功能逻辑、安全逻辑、响应要求等进行系统软件设计。从控制器软件、驱动器及电机控制、CAN通讯、上位机软件等四个方面来实现低压变桨系统的软件方面设计。程序代码清晰可维护性高,安全逻辑可靠,通讯稳定可靠,控制稳定准确,这些设计可满足安全性和可靠性的要求。最后,通过厂内加载试验(测试了电机性能、温升及驱动器响应等试验)、高低温试验、低气压试验及功能试验,最终前往风场试运行,验证并改进优化了硬件回路设计和软件算法设计,使得系统在风场的试运行中表现优良,这也很好的说明了低压交流变桨系统应用在兆瓦级风电机组上具有高安全性、高可靠性和低成本等方面的优势。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM614;TP273
【部分图文】：

要研究风力发电机，则应该明白风的运动学原理，即空气动力学。流体力学中，速度 v 的气流在单位时间的动能如下：E =122mv 公式（m 是气流质量，v 是气流速度。若气流通过截面为 S 的柱体，则 m 为：m =ρV =ρS v公式（ρ是空气密度，V 是气流体积，S 是横截面积由以上两个式子可知：312E= ρS v公式（风力发电是由于风的力量使得叶片转动，再通过齿轮箱将低速度转变为从而带动了发电机产生电能。风电机组即可将风能转换为电能。一般来说其由变桨系统、主控系统、、偏航液压系统、塔架系统等组成，其中变桨控制系统便安装于风机轮轮毂上安装有叶片。

第二章 兆瓦级风机控制理论风力发电机的迎风系统最常见的是由 3 个叶片和轮毂组成。当叶片将风的能量转化为叶片绕着扫风面中轴线转动的动能，再将这个动能通过传动装置带动发电机转动，再由发电机进行电能转化，因而叶片的好坏是极为重要，其直接影响风能利用效率[22]。

第二章 兆瓦级风机控制理论力发电机的迎风系统最常见的是由 3 个叶片和轮毂组成。当叶片将为叶片绕着扫风面中轴线转动的动能，再将这个动能通过传动装置动，再由发电机进行电能转化，因而叶片的好坏是极为重要，其直用效率[22]图 2-2 叶片片的空气动力是指的叶片受到的空气的作用力，而空气绕过叶片的。。
【参考文献】

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本文编号：2891670