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风力发电控制装置设计

　　　【摘  要】近年来随着经济的不断发展和人们生活水平的不断改善，在世界范围内石油、煤炭这些不可再生资源的使用量已经大大超过环境所能承受的范围，燃烧发电厂产生的污染物也对地球环境产生了负影响。然而风能是一种清洁、可再生的能源，在发电这一领域具有巨大的开发潜力和商业活力。随着科技的不断进步，计算机和可编程控制的科研水平在提升，这对于风电控制的研究又提供了新的途径。针对风能具有随机性、不确定性的特点，本文用西门子可编程控制器S7-200来对风力发电进行控制。

　　　本文介绍了风力机的偏航控制机构、驱动机构的基础上，采用PLC作为主控单元，设计了风电机组的偏航控制系统。系统根据风向、风速传感器采集的数据，采取逻辑控制主动对风，实现了对风过程可控。论文给出了基于风向标、风速仪的偏航控制系统的软硬件设计结果。

    

【关键词】　风力发电  可编程控制器  偏航；

【Abstract】：In recent years, with the continuous development of the economy and people’s living standards continue to improve, in the scope of world petroleum, oil and coal these non-renewable resource consumption was significantly more than the environment can stand. Combustion power generation of pollutants generated also produced negative effect to the environment of the earth. However, the wind energy is a clean, renewable energy power generation, it has tremendous development potential and business activity in this area. With the progress of science and technology, computer and programmable control of the level of scientific research in ascension, for wind power control research provides a new way. In this paper, aiming at these characteristics of uncertainty and randomness wind energy, we can use Siemens programmable controller S7-200 to wind power control. 

　　　In this paper, the wind turbine yaw control mechanism, drive mechanism, based on the use of single-chip PLC as the main control unit, designed for wind turbine yaw control system. Systems based on wind direction, wind speed data collected by sensors, logic control to take the initiative on the wind, to achieve controllability of the wind process. Papers are given based on the wind direction, wind speed sensor yaw control system hardware and software design.

【Keywords】wind  power;Programmable Logic Controller  yaw temperature control

目录

摘要…… I

Abstract II

第1章 绪论 2

1.1 课题背景 2

1.1.1 世界风力发电发展现状 3

1.1.2 我国风力资源 4

1.1.3 我国风力发电发展现状 4

1.2 论文研究内容 5

1.3 本章小结 5

第2章 风力发电系统的构成 6

2.1 风力发电机 6

2.1.1 风力发电机的特点 6

2.2 风力发电机的结构与组成 7

2.2.1 风力发电机的分类 7

2.2.2 水平轴风力发电机的结构 7

2.3 本章小结 10

第3章 偏航控制系统功能和原理 11

3.1偏航控制系统的功能 11

3.2偏航控制原理 11

3.3风速的测量 12

3.4偏航系统的组成 15

3.5偏航控制机构 15

3.5.1风向传感器 16

3.5.2偏航控制器 17

3.5.3解缆传感器 17

3.5.4偏航驱动机构 18

3.5.5偏航轴承 18

3.5.6偏航驱动装置 20

3.5.7偏航制动器 21

3.6 本章小结 22

第4章 偏航控制系统设计及结果分析 23

4.1偏航系统控制过程分析 23

4.1.1自动偏航 23

4.1.2  90度侧风控制 24

4.1.3人工偏航控制 25

4.1.4自动解缆 25

4.1.5阻尼刹车 25

4.2偏航控制系统硬件设计 26

4.2.1偏航控制系统总体设计结构与思想 26

4.2.2偏航控制系统硬件电路图 27

4.2.3偏航控制系统设计各组成器件简介 28

4.3偏航控制系统软件设 29

4.3.1偏航控制系统设计流程图 29

4.4系统调试与仿真 30

4.5本章小结 31

结 论 32

参考文献 33

致 谢 35

附录一  程序 36