直驱永磁风力发电机组偏航系统的设计.pdf

直驱永磁风力发电机组偏航系统的设计湖南大学工程硕士学位论文学校代号:学密级:普通学位申请人姓名:韩兵导师姓名及职称:周腊吾教授杨颀高工论文提交日期:月号论文答辩日期:月答辩委员会主席:罗隆福教授号:
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作撇:多点三燧名:芭Ч闸魅绽谝蚕恚黄?比作者签名:毒币量嗍Ⅻ年岁肋口嗍洲。年多月二。日湖南大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
摘要我国风电发展较晚,技术相对比较落后,但近几年发展十分的迅速,风力发电机组早已量产,而的风力发电机组也在研制中。但是目前风力发电成本一直居高不下,使其成为制约我国风力发电发展的主要因素,其中基本原因一方面是风力发电机组电控系统的设计水平还不高,另一方面是风力发电机组多为定桨距的小功率机组,发电效率比较低。由此可见,我国发展风力发电的主要方向就是提高,以及通过改变控制技术提高风能利用率,进一步降低发电的成本。因此,研究开发具有自主知识产权的控制系统势在必行,具有重大技术、经济和社会意义。直驱永磁风力发电机组以其结构简单、维护成本低、转换效率高、可靠性高等优点,得到较快的发展。本文主要围绕直驱永磁风力发电机组的偏航系统展开研究。首先,介绍了直驱型风力发电系统的基本结构和风力机的基础理论,建立了风力机的数学模型,从而为风机控制打下了基础,再从风力机的风能计算出发,对风力机的能量转换过程以及风力机的基本特性进行了介绍。其次,本文对偏航系统由理论分析转入具体的控制实现,以风向标检测的风向信号作为直驱永磁风力发电机组偏航跟踪控制系统的参考输入,设计了跟踪控制器控制偏航系统进行自动对风,使风力发电机组桨叶始终处于迎风状态,实现最大功率追踪,以获得尽可能多的能量。以偏航机构为研究对象,分析偏航控制要实现的任务,从而完成偏航系统的搭建,解决风力发电机组的偏航,其中重点对偏航电机的进行了计算和选型,以及它接线方式的设计。最后,根据所设计的直驱永磁风力发电机组偏航系统的拓扑结构图进行偏航控制系统的硬件和软件的设计,提出以奥地利公司的砥髯魑主控制器的控制方案,包括各个控制模块的选型、系统总体结构的设计,根据控制要求进行相应程序流程图的编写。关键词:永磁同步发电机;最大功率追踪;风向传感器;自动偏航;趟叮费宦畚
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