本 科 毕 业 设 计
4.2.4 结语
第 41 页 共44 页
经过实验验证,本系统运用L298和L297等芯片对步进电机进行控制,进而调节叶片的偏向角,使叶片始终处于正面迎风的状态,从而保证风力发电机时刻输出最大的功率。
4.3 结果分析
本设计中通过风向标、风速仪检测风向、风速,并将检测到的风速、风向信号送到单片机中,单片机通过计算风向信号与机舱位置的夹角,从而确定是否需要调整机舱方向以及朝哪个方向调整能尽快对准风向。当需要调整方向时,PLC发出一定的信号给偏航驱动机构,以调整机舱的方向,达到对准风向的目的。具体输出结果是:
1.正常情况下,风机处于自动偏航状态,控制机舱使叶轮法线方向与风向基本一致。 2.出现特大强风,遭遇12级以上的大风暴时,控制系统对机舱作90度侧风处理。 3.当机舱相同方向转动2圈时,为避免造成电缆缠绕,绞死,甚至绞断。进行自动解缆控制。
表4.1 偏航控制输出结果
象限 风向标输入信号 0°信号传 感器 1 2 3 4 1 0 0 1 感器 1 1 0 0 逆时针偏航 顺时针偏航 顺时针偏航 逆时针偏航 顺时针偏航 顺时针偏航 逆时针偏航 逆时针偏航 90°信号传 正常偏航 90°偏航 偏航状况
本 科 毕 业 设 计
结论
第 42 页 共44 页
风能作为一种可再生“绿色能源”越来越受到世界各国的重视。而风力发电系统是典型的机电一体化技术系统,同时它还涉及到空气动力学、力学、材料科学等相关学科和领域,开展风力发电技术的研究,具有深远的意义。
目前国内的研究人员针对风力发电的研究主要局限在电气方面的研究,而对于风力发电机的主体——机械部分少有涉及。本文主要是对风力发电机的机械部分中的偏航控制系统进行了一定的研究。
针对风力发电机组偏航系统,本文主要做了以下工作: (1)叙述了国内国外风力发电的状况以及风能的概念。
(2)介绍了风力发电系统的功能和组成结构,完成离网小型风力发电机组选型。 (3)分析了发电机系统的偏航系统的原理及其功能,针对特定小型风力发电机组,结合其风能最大捕捉及风能-电能最大效率转换的有效控制手段,研究偏航系统的控制方法和实现手段。
(4)设计偏航系统自动控制的系统原理图和电气线路图。
(5)根据风力发电机组电控系统对偏航控制系统的功能要求,详细分析其控制过程,完成了基于单片机控制系统的硬件电路设计;给出了各部分软件程序流程图及软件编译。
本 科 毕 业 设 计
致谢
第 43 页 共44 页
这次的毕业设计是在刘老师的悉心指导下完成的。从课题的选择、设计到论文的撰写以至最终定稿,期间遇到很多很多问题,都得到了刘老师全力细心的指导。在此,向刘老师表示衷心的感谢!
感谢电气学院热能系的所有老师和领导多年来对我的培养、帮助,使本人在本科学习中不仅学到了必备的专业知识技能和思考解决问题的方法,还学到了严谨治学的科研精神和积极进取的人生态度。谢谢各位老师的精心培养,热心帮助和鼓励。
感谢刘老师所带毕业设计小组的所有同学,正是大家衷心的鼓励和热情的帮助,才使我能够顺利地完成本次设计。同时,感谢电气专业的所有同学,给我创造了一个团结进取,充满温暖,充满爱的大集体,使我快乐而且充实地渡过了人生中最美好的大学时光。
本 科 毕 业 设 计
参考文献
第 44 页 共44 页
1 王文卓,姚兴佳.FM 350在MW级风力发电机组偏航控制系统中的应用[J].电气开 关,2008(5):47-52.
2 孙洗兵,刘兰远.HSW一250T风力发电机的偏航系统[J].林业机械与木工设备,2002(9):28-32.
3 高文元,褚金,井明波,等.大型风电机组偏航和变桨距控制系统研究[J].中国制造业信息化,2004(5):57-66.
4 姚红菊,武鑫,鄂春良.大型风力发电机组控制系统的安全保护功能[J].可再生能 源,2004(7):55-63.
5 周燕莉.风力发电的现状与发展趋势[J].内蒙古电业,
6 李俊峰,施鹏飞,高虎. 2010中国风电发展报告. 海口:海南出版社,2010,3-24. 7 李军军,吴政球,陈波. 风力发电及其技术发展综述. 北京:中国电力出版社, 2011,8.
8 吴聂根,程小华. 变速恒频风力发电技术综述. 微电机,2009,69-73.
9 沙非,马成廉,刘闯. 变速恒频风力发电系统及其控制技术研究. 电网与清洁能源,2009,2.
10 李珊珊,何凤有,昌现钊. 变速恒频交流电机风力发电技术.电机与控制应用, 2008,3.
11 董萍,吴捷,陈渊睿. 新型发电机在风力发电系统中的应用. 微特电机,2004,13-17.
12 魏伟. 风力发电及相关技术发展现状和趋势. 电气技术,2008,5-11.
13 包耳,胡红英. 风力发电的发展状况与展望. 大连:大连民族学院出版社,2011,1.
14 仲昭阳,王述洋,徐凯宏. 风力发电的现状及对策. 林业劳动安全,2008,34-37. 15 兰立君,王培红,陆璐等.风力发电及其关键技术研究.能源技术,2005,148-150. 16 叶杭冶编著 风力发电机组的控制技术 北京:机械工业出版社,2002 17 叶杭冶著 风力发电机组的控制技术 机械工业出版社,2002
本 科 毕 业 设 计
第 45 页 共44 页
18 (美)牛春匀著 风力发电与抽水 北京:中国友谊出版社,1987.9
19 站殷、炳山等编著 怎样建立风力发电站和动力 南京:江苏人民出版社,1958 20 肖劲松,倪维斗,风力机组偏航系统的建模与仿真团,太阳能学报,1997,18(9):252一261
21 Tony Bruton,武鑫,等\风能技术〔M]\北京:科学出版社\加07 22 贺德馨,等\风工程与空气动力学困]\北京:国防工业出版社\
23 马志勇,茵晓明,康传明,风特性的一种工程建模方法[J],中国电力,2007,40(4):82一85.
24 蔡立文一个智能决策支持系统生成器KDI的设计和实现.计算机研究与发展,1993.5,Pp:l-6
25 周汉.决策支持系统的多层知识表达与分布式求解研究.系统工程,1995.13 (1),PP:55一58
26 张海英.智能决策支持系统的设计与应用.西安理工大学硕士学位论文,2002,PP:l一3
27 彭运芳.论决策支持系统的发展概况和应用现状[J].科技与经济,2003,16 (96),PP:59一60