风力发电机变桨自动控制系统的设计与实现

发布时间：2017-07-16 07:19

  本文关键词：风力发电机变桨自动控制系统的设计与实现

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【摘要】：本文总结了很多相关的研究资料,对风力发电技术作了详细的分析,首先确定了变桨矩驱动装置,将控制系统选择为独立式电动变桨距控制的方式。对风电机组所对应的空气动力特性作了分析,在风速不同的情况下制定了相应的控制策略。因为PID响应时间短、算法十分简单、运行时稳定性好,因此本文采取的是PID算法。此外,PLC在实际应用过程中拥有诸多优点,加之售价较低,在综合考虑的基础上,本文采用的控制器的型号是S7-200,之后绘制了采取PID算法来控制变桨矩控制器的硬件连接图以及结构框图。本文最后采取V4.0STEP7 MicroWIN SP6软件完成了对整个软件的设计。
【关键词】：风力发电机 变桨自动控制系统 电动变桨距 PLC
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 论文的研究背景和意义9-10
• 1.1.1 论文的研究背景9-10
• 1.1.2 选题的意义10
• 1.2 风力发电变桨控制系统国内外的研究现状10-11
• 1.3 本论文主要工作11-12
• 第二章 风力发电机组的工作原理12-30
• 2.1 风力发电机组的基本组成12-16
• 2.1.1 桨叶系统12-13
• 2.1.2 齿轮箱系统13
• 2.1.3 发电机系统13-14
• 2.1.4 控制系统14-15
• 2.1.5 偏航系统15
• 2.1.6 塔架15
• 2.1.7 制动系统15
• 2.1.8 UPS供电系统15-16
• 2.2 空气动力学原理16-20
• 2.2.1 叶素理论16-17
• 2.2.2 风能计算17
• 2.2.3 风能利用系数与贝兹理论17-20
• 2.3 风速特性分析20-21
• 2.3.1 风切变效应20
• 2.3.2 塔影效应20-21
• 2.4 变桨矩风力机组的运行状态21-22
• 2.4.1 启动状态21-22
• 2.4.2 欠功率状态22
• 2.4.3 额定功率状态22
• 2.5 变桨矩系统的原理与结构22-27
• 2.5.1 变桨矩调节原理22-24
• 2.5.2 变桨矩系统分类24-27
• 2.6 风力发电机组变桨矩驱动装置比较和选择27-29
• 2.6.1 液压变桨与电动变桨技术比较27-28
• 2.6.2 液压变桨与电动变桨供应链分析28-29
• 2.7 本章小结29-30
• 第三章 变桨系统设备选型与硬件电路设计30-39
• 3.1 变桨系统设备选型30-36
• 3.1.1 伺服电机的选型30-31
• 3.1.2 控制器的选型31-32
• 3.1.3 各种传感器的选型32-35
• 3.1.4 控制算法的选择35-36
• 3.2 变桨矩控制系统36-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第四章 变桨系统软件设计39-63
• 4.1 PLC的介绍和选择39-42
• 4.1.1 PLC的定义、特点及组成39-40
• 4.1.2 PLC的基本工作原理40-41
• 4.1.3 PLC主要部件的选择41-42
• 4.2 编程条件设计42-44
• 4.3 控制流程图设计44-45
• 4.4 变桨矩系统程序设计45-63
• 4.4.1 主程序45-55
• 4.4.2 手动程序55-57
• 4.4.3 中断处理子程序57-63
• 第五章 总结与展望63-64
• 参考文献64-67
• 附录A67-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果73-74
• 致谢74-75
• 作者简介75

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