【摘要】： 風(fēng)能作為一種可再生能源越來越受到世界各國政府的重視。與此同時(shí),對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和裝備的研究開發(fā)也日益成為科技領(lǐng)域和企業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)課題項(xiàng)目之一。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了較為廣泛的使用和迅速發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電機(jī)也逐漸向大型化、商業(yè)化發(fā)展。隨著《京都議定書》的實(shí)施,今后風(fēng)力發(fā)電將比使用傳統(tǒng)礦物燃料發(fā)電更具競爭力。 風(fēng)輪的控制包括偏航和變漿距。偏航和變槳距系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分,直接影響機(jī)組對風(fēng)能的利用效率和整機(jī)性能。本文在進(jìn)行了大量的調(diào)研和查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上,依托蘭州市科技攻關(guān)項(xiàng)目“大型風(fēng)力機(jī)組檢測及監(jiān)測反饋控制裝置”,以1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為依據(jù),闡述了大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本理論;分析了現(xiàn)階段國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展情況及趨勢。 全面掌握變槳距風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,是設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的的風(fēng)力機(jī)控制系統(tǒng),保證機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵。論文首先從變槳距風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究,建立了機(jī)組各工作部件的數(shù)學(xué)模型,采用局部線性化方法,得到了系統(tǒng)的狀態(tài)方程,通過簡單仿真,對風(fēng)速、電網(wǎng)電壓和漿距角變化對系統(tǒng)響應(yīng)特性進(jìn)行了初步分析。并得出變槳距控制的理論基礎(chǔ),通過數(shù)學(xué)模型簡化與仿真,最終驗(yàn)證其理論的合理性。為解決變漿距系統(tǒng)對高頻變化的風(fēng)速的響應(yīng)問題,討論了用電力電子裝置的解決辦法。為優(yōu)化功率曲線,提出了變速的優(yōu)化方案并研究了變速控制方法。 在詳細(xì)分析偏航控制系統(tǒng)控制要求的基礎(chǔ)上,采用單片機(jī)89C51作為主控單元,設(shè)計(jì)了風(fēng)電機(jī)組的偏航控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采取邏輯控制主動(dòng)對風(fēng),實(shí)現(xiàn)了對風(fēng)過程可控,準(zhǔn)確跟蹤風(fēng)向并能自動(dòng)解除由于偏航作用引起的電纜纏繞等功能,論文給出了基于風(fēng)向傳感器的偏航控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)結(jié)果。并設(shè)計(jì)優(yōu)化了偏航液壓系統(tǒng),根據(jù)功率鍵合圖原理推導(dǎo)了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB7.1的Simulink工具箱對偏航液壓系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了有力的理論依據(jù).
【圖文】：

510尖速比TsR15兄20圖2.2變槳距風(fēng)力機(jī)特性曲線由公式(2.6)得變槳距風(fēng)力機(jī)特性曲線如圖2.2所示，左圖由PROPPC編碼產(chǎn)生三維立體圖【’5，，右圖為平面圖。由圖可歸納出一下兩點(diǎn)結(jié)論:(1)對于某一固定槳距角p，存在唯一的風(fēng)能利用系數(shù)最大值Cpma、。(2)對于任意的尖速比兄，槳葉節(jié)距角為0o時(shí)的風(fēng)能利用系數(shù)Cp相對最大。槳葉節(jié)距角增大，風(fēng)能利用系數(shù)Cp明顯減小。此結(jié)論即為變槳距控制的理論基礎(chǔ):在低于額定風(fēng)速時(shí)，槳葉節(jié)距角近似為0o(由于槳葉形狀設(shè)計(jì)，，一般節(jié)距角為3o時(shí)

圖3.33系統(tǒng)供油壓力大小對偏航液壓系統(tǒng)響應(yīng)曲線的影響當(dāng)其它參數(shù)不變，減壓閥10調(diào)定壓力Se，分別為SMPa和10MPa時(shí)，系統(tǒng)作用在活塞上的液壓力凡。響應(yīng)曲線如圖3.33所示。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TK83

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 梁威;;變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)特殊運(yùn)行狀態(tài)的仿真實(shí)驗(yàn)[J];電網(wǎng)與清潔能源;2011年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 肖如晶;雙轉(zhuǎn)子永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的研究[D];華南理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 杜魏魏;風(fēng)力發(fā)電可變導(dǎo)葉液力機(jī)械調(diào)速裝置研究[D];吉林大學(xué);2011年

2 葉旺盛;垂直軸風(fēng)力機(jī)錐齒輪式變槳距結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

3 楊海珊;基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電系統(tǒng)建模及其應(yīng)用研究[D];天津理工大學(xué);2011年

4 李二茂;1.5MWTZ型風(fēng)電機(jī)增速器設(shè)計(jì)與緩沖參數(shù)分析[D];燕山大學(xué);2011年

5 高美卿;無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與預(yù)測的研究與設(shè)計(jì)[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

6 王翔;基于直接轉(zhuǎn)矩控制的電動(dòng)變槳距系統(tǒng)研究[D];蘭州交通大學(xué);2011年

7 李鴻儒;大規(guī)模雙饋型風(fēng)電并網(wǎng)穩(wěn)定性仿真研究[D];西南交通大學(xué);2012年

8 梁永興;電動(dòng)變槳系統(tǒng)的無模型自適應(yīng)控制研究[D];蘭州交通大學(xué);2012年

9 楊娜;風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷建模與控制[D];華北電力大學(xué);2012年

10 鄭旭陽;垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的建模與變槳距研究[D];太原科技大學(xué);2013年

本文編號：2669009