大型风电机组仿真实验台偏航与变桨系统方案设计开题报告
风力发电机变桨驱动器优化设计研究的开题报告
风力发电机变桨驱动器优化设计研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着全球对可再生能源的需求不断增加,风力发电逐渐成为一种重要的能源产生方式。
而变桨驱动器作为风力发电机的核心部件之一,直接关系到风力发电机的转速、功率和稳定性等方面。
因此,优化变桨驱动器的设计具有非常重要的意义。
二、研究内容和方法
本文拟从以下几个方面展开研究:
1. 变桨驱动器的结构分析和工作原理研究;
2. 变桨驱动器存在的问题和改进的方向进行分析和研究;
3. 针对问题进行优化设计,包括材料选择、结构设计、工艺优化等方面;
4. 制作实验样机进行测试,验证优化设计的效果。
本文主要采用文献调研和实验研究相结合的方法,通过查阅文献资料和实验验证,探索出最优的变桨驱动器设计方案。
三、预期研究结果
通过本文研究,预期达到以下几个方面的结果:
1. 对变桨驱动器的结构和工作原理有更全面深入的认识;
2. 发掘变桨驱动器存在的问题和可改进的方向,提出优化设计方案;
3. 提出一种更为稳定、高效、可靠的变桨驱动器设计方案;
4. 通过实验验证,证明提出的设计方案具有可行性和可靠性。
四、研究实施计划
第一年:调研文献,结合市场现状和需求,初步设计方案;
第二年:制作实验样机,并开展实验测试和数据分析;
第三年:在实验基础上,进一步优化设计,提出最终设计方案,并撰写论文。
以上是本课题的研究背景、意义、内容、方法、预期结果和实施计划的开题报告,欢迎指导老师提出宝贵意见!。
MW级风力发电机组偏航控制系统设计开题报告(可编辑修改word版)
本科生毕业设计(论文)开题报告题目:MW 级风力发电机组偏航控制系统设计姓名:陈晓学号:200806040201指导教师:陈景文班级:电气工程及其自动化081所在院系:电气与信息工程学院毕业设计(论文)开题报告表本课题的研究内容、方法、手段及预期成果1、本课题的研究内容:(1)熟悉风力发电机组系统的基本组成及功能。
(2)深入了解偏航控制系统的功能和原理,掌握偏航控制系统的结构和驱动机构。
(3)分析偏航过程并推导算法流程。
(4)对偏航控制系统分别进行软件和硬件设计。
2、本课题的研究方法与手段:(1)通过对风力发电机组尤其是偏航控制系统功能能和原理的研究,深入了解偏航控制系统在风力发电机组中的作用及其结构。
(2)为有效地设计偏航控制系统,还需比较各种对风控制器的优缺点,从而找出一种比较适当的控制算法,设计控制器,画出流程图。
并采用仿真软件,针对双馈风力发电机组进行仿真实验,从而对比此方法是否有效。
(3)由于启动和并网的需要,大型风力发电机组需要根据风速仪、风向标等传感器数据,对风、制动、开闸并确定启动,达到同步转速一段时间后,进行并网操作,开始发电。
这就要求只有在风向变化时,才需要偏航,而风速变化引起功率变化时,偏航系统不需要动作。
所以风速变化在程序设计时需要考虑。
(4)随着系统的控制性能不断提升,采用单片机作为偏航控制系统已经逐渐被性能更好、处理速度更快、是实行更高的DSP 和嵌入式系统所代替。
因此本设计硬件电路系统准备采用DSP 作为系统偏航控制器。
3、本课题的预期成果:(1)熟悉风力发电技术。
(2)基于新型算法综合考虑后进行偏航控制系统的软件设计。
(3)偏航控制系统与风力发电机组的控制系统相互配合,使风轮始终处于迎风状态,提高风力发电机的发电效率,保障风力发电机组的安全运行。
究类;理论研究类;软件工程类。
2、此表由学生填写,交指导教师签署意见后方可开题。
本科生毕业设计(论文)开题报告考核一、指导教师对开题报告的评语:指导教师2013 年 月 日二、开题报告答辩评语及成绩:答辩小组负责人2013 年 月 日成绩。
1.5MW风力发电机组变桨系统设计毕业设计开题报告
[13] 李志梅,魏本建,赵东标.风力发电机组电动变桨距传动机构设计与仿真[J].[机械传动].沙洲工学院,2009,33(6)
毕业设计主要工作的进度安排
周 次
设计(论文)任务及要求
1~3周
熟悉课题;收资、调研、参观、记录
4~5周
掌握设计任务,对可行方案进行论证
6~7周
确定总体方案,绘制总体、原理草图
8~11周
子系统、部件设计及草图
12周
包括翻译和其他工作
13~15周
撰写说明书、绘制图纸
16周
Байду номын сангаас准备答辩,并进行试答辩
毕业设计每周指导时间、地点安排及毕业设计纪律要求
时间:每周二56节,周四34节,
根据GWEC2011-2015年全球风电市场展望的报告,全球风电市场规模将从目前的194吉瓦增长至2015年的449吉瓦。2015年的全球新增风电装机容量将达到60.5吉瓦,相较2010年的35.8吉瓦会有明显增长。
纵观世界风电产业发展现状,风力发电技术将呈现如下发展趋势:开发更先进的风况分析系统;研制大容量、高可靠性、低成本风力发电机组以及轻量型、高可靠性的海上风力发电机组;风力发电方式将以陆上风力发电为主,并积极拓展海上风力发电。
世界风能协会主席、中国可再生能源学会风能专业委员会理事长贺德馨,近日在天津举行的2012天津风电产业创新论坛上表示,据初步统计,2011年中国新增风电装机容量接近1800万千瓦,总装机容量达到6500万千瓦,中国已经是世界上风电设备制造大国和风电装机容量最多的国家,成为名副其实的风电大国,但还不是风电强国,特别是在风电科技上与发达国家相比还有较大差距,中国的风电市场主要还是在国内。中国的努力目标是到2020年风电装机容量达2亿千瓦。
大型风电机组仿真实验台偏航与变桨系统设计开题报告
开题报告【最新资料Word版可自由编辑!】本科生毕业设计(论文)开题报告论文题目:大型风电机组仿真实验台偏航与变桨系统设计学院:机械工程学院专业班级:机自0904班学生姓名:郑永宽指导教师:段振云开题时间:2012 年 3 月18 日大型风电机组仿真实验台偏航与变桨系统设计开题报告1、课题来源及选题依据1.1 风力发电概述风力发电(Wind Power Generation)是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能。
风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。
这种风力发电机组,大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。
(大型风力发电站基本上没有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才会拥有尾舵)风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。
当风吹向浆叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。
桨叶的材料要求强度高、重量轻,目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。
(现在还有一些垂直风轮,s型旋转叶片等,其作用也与常规螺旋桨型叶片相同)由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速不稳定;所以,在带动发电机之前,还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱,再加一个调速机构使转速保持稳定,然后再联接到发电机上。
为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率,还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。
铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。
它一般修建得比较高,为的是获得较大的和较均匀的风力,又要有足够的强度。
铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况,以及风轮的直径大小而定,一般在6-20米范围内。
发电机的作用,是把由风轮得到的恒定转速,通过升速传递给发电机构均匀运转,因而把机械能转变为电能。
风力发电的特点是:可再生的洁净能源;建设周期短;装机规模灵活;可靠性高;造价低;运行维护简单;实际占地面积小;发电方式多样化;单机容量小。
大型风力发电厂运行仿真及研究的开题报告
大型风力发电厂运行仿真及研究的开题报告本文将针对大型风力发电厂的运行仿真及研究进行探讨,分析其现状和问题,从而提出切实可行的解决方案。
一、研究背景与意义随着经济的发展和环保意识的提升,风力发电越来越成为一种受欢迎的清洁能源。
尤其是在一些风能资源富集的地区,大型风力发电厂成为了当地的主要发电方式。
然而,随着风力发电厂数量的不断增加,其管理和运行也面临着越来越多的挑战。
比如,如何充分利用风能资源、提高风力发电厂的效率、保障运行的稳定性和可靠性等。
因此,开展大型风力发电厂运行仿真及研究,对于优化风力发电厂的管理和运行,提高其效率和安全性,具有重要的现实意义。
二、相关研究现状与问题目前,针对大型风力发电厂的运行仿真及研究已经得到了广泛的关注和研究。
例如,美国国家可再生能源实验室(NREL)开发了基于软件的模拟器,模拟大型风力发电厂的运行,帮助企业制定更优化的运行策略。
另外,由于风能资源受到天气等因素的影响,也有很多研究致力于预测风力变化,从而准确预测风力发电厂的发电功率。
但是,目前在大型风力发电厂运行仿真及研究方面还存在不少问题。
具体来说,主要有以下几个方面:1.缺乏系统性。
现有的研究中,大多集中于一些局部问题的研究,缺乏对整个运行系统的全面研究。
2.缺少实际操作经验。
很多研究倾向于使用理论模型进行仿真,而缺乏实际操作经验的验证。
3.模型不够准确。
目前,用于仿真的模型存在一些问题,比如模型的准确性不高、模型参数不完善等,从而影响了仿真结果的精确性。
三、研究目标和内容基于对上述问题的分析,本文将致力于开展大型风力发电厂运行仿真及研究,具体的目标和内容如下:1.探讨大型风力发电厂整个系统的特点,并建立全面的仿真模型。
2.通过对实际操作经验的收集和总结,完善仿真模型的参数和准确度。
3.开展针对不同场景、不同天气条件下的仿真模拟,从而找到最优的运行策略。
4.在仿真结果的基础上,提出优化方案,从而提高大型风力发电厂的效率和安全性。
风力发电机组偏航系统开题报告
风力发电机组偏航系统开题报告理工学院毕业设计(论文)开题报告题目:风力发电机组偏航系统自动控制设计学生姓名: 学号:专业: 电气工程及其自动化指导教师:日 2013 年 3 月251开题报告填写要求1(开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2(开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3(“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于10篇(不包括辞典、手册);4(有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。
如“2010年2月26日”或“2010-02-26”。
2毕业设计(论文)开题报告1(结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:1.1 引言能源与人类社会息息相关,它是发展生产与提高人类生活水平的重要物质基础。
能源利用技术的每一次重大突破,都曾引起生产力的巨大发展,促进人类文明水平的提高,促进社会向前发展。
世界上能源的主要形式是以煤、石油为主的化石能源、核能以及可再生的水利能源、太阳能。
但是,人类所能够利用的化石资源是有限的,据第二届环太平洋煤炭会议资料介绍,按照目前的技术水平和采掘速度计算,全球煤炭资源还可开采[1]200年。
此外,石油探明储量预测仅能开采34年,天然气约能开采60年。
随着人口的增长和经济的发展,人们对能源的需求也在不断增长,近年来平均以5%的速度递增,造成能源供需矛盾的加剧。
如果不尽早调整以化石能源为主体的能源结构,势必会形成对数亿年来地球积累的生物化石遗产更大规模的挖掘、消耗,由此将导致有限的化石能源趋于枯竭,人类生态环境质量下降的恶性循环,不利于经济、能源、环境的协调发展。
变速变桨风力发电系统的控制的开题报告
变速变桨风力发电系统的控制的开题报告一、课题背景随着环境保护意识的不断增强,风力发电作为一种清洁、可再生的能源发电方式受到了越来越多的关注。
变速变桨风力发电技术是目前较为成熟的风电技术之一,在提高风力发电效率、减少维护成本、延长风力发电机使用寿命等方面具有显著的优势。
变速变桨风力发电系统是由主机、叶片、变速器、发电机和控制系统等组成的系统。
其中,变速器和叶片控制是影响风力发电效率的关键因素之一。
因此,对于变速变桨风力发电系统的控制技术研究具有重要的意义。
二、研究内容本研究旨在设计一种基于MATLAB/Simulink的变速变桨风力发电系统控制模型,对变速器和叶片控制策略进行优化,有效提高风力发电效率,降低噪音和振动。
具体研究内容包括:1.建立变速变桨风力发电系统控制模型;2.优化变速器控制策略,实现最优风力发电效率;3.优化叶片控制策略,改善风力发电机的动态特性;4.对改进后的控制系统进行仿真实验,验证其有效性。
三、研究意义本研究将对变速变桨风力发电系统控制技术进行深入研究,探索提高风力发电效率、降低成本的途径,具有以下研究意义:1.为风电行业的发展提供技术支持与借鉴,推动清洁能源的应用;2.提高风力发电效率,降低维护成本,增加风力发电机使用寿命;3.通过优化控制系统,降低风力发电机噪音和振动,改善环境质量;4.为中国未来清洁能源产业的可持续发展做出贡献。
四、研究方法本研究将采用模拟仿真和实际试验相结合的方法,具体步骤如下:1.建立变速变桨风力发电系统控制模型,包括变速器控制模型和叶片控制模型。
2.对变速器和叶片控制策略进行优化,利用MATLAB/Simulink软件进行仿真模拟试验,得出优化后的控制效果。
3.在试验台架上验证仿真结果,检验优化后的控制系统的效果以及改善后的风力发电机的动态特性。
4.对试验结果进行分析,总结优化效果,得出结论并提出进一步研究方向。
五、预期成果本研究预期达到以下成果:1.设计出基于MATLAB/Simulink的变速变桨风力发电系统控制模型;2.提出优化的变速器和叶片控制策略,实现最优风力发电效率;3.完成仿真模拟实验,验证控制效果并得出结论;4.提出改进建议,为未来的研究提供参考。
风力发电机组风轮模拟系统的研究的开题报告
风力发电机组风轮模拟系统的研究的开题报告一、选题背景随着能源需求不断增长和环保意识的提高,风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式,受到了广泛关注。
风力发电机组中的风轮是其最核心的部件,对整个系统的性能和输出功率有着至关重要的影响。
因此,对风轮的模拟研究具有重要的意义。
二、选题目的本研究旨在设计、构建和评估一种基于MATLAB/Simulink的风力发电机组风轮模拟系统,以探究风轮的动态行为和调节机制。
三、选题内容1. 风力发电机组风轮的基本原理和结构:了解风力发电机组的基本结构和工作原理,重点介绍风轮的结构和特点。
2. 风力发电机组风轮模拟系统的构建:采用MATLAB/Simulink软件平台,构建风轮模拟系统,包括风轮的结构模型、动态模型和控制模型。
3. 风轮动态性能分析:通过风轮模拟系统,研究风轮的转速、转动惯量、振动特性等基本动态性能,并探究其与风力参数和控制策略的关系。
4. 风轮控制策略设计:基于风轮模拟系统和动态性能分析结果,设计并评估一种有效的风轮控制策略,以提高风力发电系统的输出功率和风轮的使用寿命。
四、研究意义通过研究风力发电机组风轮模拟系统,可以掌握风电技术的核心知识,加深对风能转换原理的理解和认知,提高对风电产业的创新意识。
此外,研究成果还可以指导风力发电系统的设计和优化,提高其性能和经济效益。
五、研究方法采用文献研究、案例分析、建模仿真等方法,结合实验数据和实际调试情况进行验证,不断优化和改进研究成果。
六、预期成果和研究进展预计通过本研究,可以建立完整的风力发电机组风轮模拟系统,探究风轮的动态行为和调节机制,设计并评估一种有效的控制策略。
并在此基础上,进一步开展风电产业的咨询和技术支持工作,推动风电技术的发展和应用。
目前,已完成风力发电机组风轮的基本原理和结构的文献研究,正在进行风力发电机组风轮模拟系统的构建。
预计在未来的研究中,将开展风轮动态性能分析、风轮控制策略设计等工作,并不断优化和改进研究成果。
毕业设计开题报告--大型风力发电机组偏航控制系统
电信学院毕业设计开题报告姓名专业电气工程自动化班级电气六班学号指导教师题目类型工程设计题目大型风力发电机组偏航控制系统设计一、选题背景及依据(简述题目的技术背景和设计依据,说明选题目的、意义,列出主要参考文献)人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关,每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。
在我们进入21世纪的今天,世界能源结构也正在孕育着重大的转变,即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变。
所谓可再生能源就是取之不尽、用之不竭、与人类共存的能源。
它包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。
在这众多的可再生能源中,目前发展最快、商业化最广泛、经济上最适用的,当数风力发电。
风能是一种干净的可再生能源。
太阳辐射对地球表面的不均匀性加热是风的主要成因。
空气从高气压区向低气压区流动就产生了风。
地球自转、公转的影响和地形、地貌的差异,加剧了空气流量和流向的变化,造成风速和风向的变化。
地球上大约有2%的太阳能被转化成风能。
风力发电作为一种新的、安全可靠的洁净能源,其优越性为越来越多的人所认识。
风力发电具有较好的经济效益和社会效益,风力发电技术的发展受到世界各国政府的高度重视。
自从20世纪80年代现代并网风力发电机组问世以来,随着桨叶空气动力学、计算机技术、控制技术、发电机技术和新材料的发展,风力发电技术的发展极为迅速,单机容量从最初的数十千瓦级发展到最近进入风电场的兆瓦级机组;功率控制方式从定桨距失速控制向全桨叶变距和变速控制发展;运行可靠性从20世纪80年代初的50%提高到98%以上;并且在风电场运行的风力发电机组全部可以实现集中控制和远程控制;风电场发展空间更加广阔,已从内陆移到海上。
风电的迅猛发展已经形成了规模巨大的产业,因此它还可带动一批相关产业和产品的发展,对促进国民经济的发展具有重要的意义。
但是,由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性的特点,风力发电机组是复杂多变量非线性不稳定系统,因此,控制技术是机组安全运行的关键。
风力发电机——设计开题报告
本科生毕业设计(论文)开题报告论文题目:风力发电机偏航与变桨距系统设计学院:机械工程学院专业班级:机械设计制造及其自动化0702班学生姓名:**学号:*********指导教师:***开题时间:2011年 3 月21日一.毕业设计(论文)课题的目的、意义、国内外现状及发展趋势1.1课题目的通过到相关企业调研风力发电机偏航与变桨距系统设计的原理及相关资料,使得学生掌握风力发电机偏航与变桨距系统的工作原理与风力发电机偏航与变桨距系统设计的方法。
在完成本课题设计的同时,提高学生查阅资料、分析问题及解决问题的能力。
1.2课题意义:随着石油、天然气、煤炭等传统化石燃料的枯竭及其燃烧造成的环境污染,作为可再生能源的风能的开发和利用具有十分重要的意义。
风力发电事业正是在这些常规能源告急和生态环境恶化的双重压力下,开始蓬勃发展的。
大力发展风电事业,不但可以解决能源危机问题,而且对全球生态环境的改善也大有裨益。
我国风能资源丰富,这十几年来,对风能资源状况作了深入的勘测调查,陆上可开发利用的风能资源总量为2.53亿千瓦;加上近海(15米深的浅海地带)的风能资源,全国可开发风能资源估计在10亿千瓦以上。
资源分布也很广,在东南沿海、山东、辽宁沿海及其岛屿年平均风速达到6-9米/秒,内陆地区如内蒙古北部,甘肃、新疆北部以及松花江下游也属于风资源丰富区,在这些地区均有很好的开发利用条件。
但是,从我国的能源结构来看,截至2005年底,全国发电设备容量为51,718.48万千瓦,同比增长16.91%。
其中,水电约占总容量22.7%,火电约占总量75.67%,核电占总量 1.32%,风电总量0.2%,可见风电设备装机容量所占比例还相当低。
风力发电,作为当前我国可再生能源重要组成部分,已被列入“十一五”期间科学发展的重要战略。
一些不利因素在于与国际风电行业的发展水平还有很大差距,国内的风电设备主要依靠进口,对外依赖性强。
虽然在引进国外机组建立风电场的同时,我国的风机技术研发也取得了一定的成果。
MW级风力发电机液压变桨系统的研究的开题报告
MW级风力发电机液压变桨系统的研究的开题报告一、选题背景近年来,随着全球环保意识的增强,风电的发展越来越受到关注。
风力发电机作为最常用的风电发电设备,可以将风的能量转化为电能。
同时,风力发电机的装机容量不断提高,其中MW级的风力发电机已经成为发展的趋势之一。
在MW级风力发电机中,液压变桨系统作为重要的控制装置之一,对于提高机组的可靠性和发电效率有着重要的作用。
二、研究内容和目的本研究将针对MW级风力发电机的液压变桨系统进行研究。
研究内容主要包括变桨系统的结构和工作原理,系统的控制方法,以及系统的故障分析与处理等。
通过对MW级风力发电机液压变桨系统的研究,可以为提高机组的可靠性和发电效率提供技术支持,也可以为后续的相关研究提供参考。
具体研究目标如下:1、掌握MW级风力发电机液压变桨系统的结构和工作原理,了解系统中各部件的功能和作用。
2、研究液压变桨系统的控制方法,包括控制策略、控制器和传感器等,了解控制系统的工作流程和关键技术。
3、分析液压变桨系统的故障原因和故障处理方法,包括系统的故障诊断和维护保养等。
三、研究方法本研究主要采用文献调研和实验研究相结合的方法进行。
首先通过查阅相关文献,了解MW级风力发电机液压变桨系统的结构和工作原理,掌握系统的控制方法。
然后,通过实验研究,对系统的性能进行评估,确定系统优化方案,提高系统的可靠性和发电效率。
四、预期成果本研究的预期成果包括:1、对MW级风力发电机液压变桨系统的结构和工作原理进行深入了解,并掌握系统的控制方法和故障处理方法。
2、评估液压变桨系统的性能,确定系统的优化方案,提高系统的可靠性和发电效率。
3、为MW级风力发电机液压变桨系统的后续研究提供技术支持和参考。
风力发电偏航、变桨驱动器生产线设计的开题报告
风力发电偏航、变桨驱动器生产线设计的开题报告一、选题背景及意义随着社会经济的快速发展,环境保护和可持续发展已成为全球共识。
作为清洁能源的代表之一,风力发电得到了广泛关注和支持。
随着风力发电机组规模的不断增大和技术的不断进步,风力发电机组的组件和设备要求愈加高效、稳定和精准,其中包括偏航和变桨驱动器。
因此,开发一套适合风力发电偏航和变桨驱动器的生产线,对提高我国风能利用的效率和稳定性,推动风电行业可持续发展具有重要意义。
二、研究内容和目标本研究旨在设计一套适合风力发电偏航和变桨驱动器的生产线。
具体内容包括:1.分析风力发电偏航和变桨驱动器的技术特点和生产要求,制定生产线的工艺流程和参数要求;2.设计风力发电偏航和变桨驱动器生产线的主要设备,包括预处理设备、加工设备、装配设备等;3.建立风力发电偏航和变桨驱动器生产线的控制系统,包括自动化控制系统和质量控制体系;4.通过实验和模拟等研究方法,对风力发电偏航和变桨驱动器生产线进行性能测试和优化,提高生产效率和产品质量;5.针对研究成果进行评估,制定产品质量标准和生产成本评估方法,为风电行业提供技术支持和参考。
三、研究方法和技术路线本研究采用以下方法和技术路线:1.文献资料法:通过查阅相关文献和检索网络数据,了解风力发电偏航和变桨驱动器的技术特点、市场需求和生产要求,为生产线的设计和优化提供基础信息。
2.专家咨询法:借助风电行业内的专家和技术人员,对生产线的技术方案和生产流程进行论证和指导,提高研究成果的可行性和实用性。
3.实验研究法:通过实验测试和仿真模拟等方法,对风力发电偏航和变桨驱动器生产线性能进行评估和优化,提高生产效率和产品质量。
4.技术经济分析法:通过建立生产成本和产品质量评估模型,对生产线的技术经济效益进行分析和评估,制定可行的投资和生产计划。
四、论文结构本论文主要包括以下部分:第一章:绪论。
阐述选题背景和意义,说明研究内容和目标,介绍研究方法和技术路线,概述论文结构和章节安排。
基于联合仿真技术的风力发电机组系统设计分析的开题报告
基于联合仿真技术的风力发电机组系统设计分析的开题报告一、研究背景和意义随着全球能源问题的日益突出,风力发电作为可再生清洁能源的重要代表,已经成为全球关注的焦点。
如何提高风力发电机组的效率和可靠性,成为了当前风电行业亟待解决的问题。
联合仿真技术作为一种模型综合验证的方法,可以用于系统级设计和系统行为分析,对风力发电机组系统的优化设计、性能评估、故障诊断等方面提供重要支持,具有重要的研究意义与应用价值。
二、研究内容和方法本研究将基于联合仿真技术,以风力发电机组系统为研究对象,重点研究以下内容:1.建立风力发电机组系统的物理仿真模型,包括风机、转子、发电机、变桨机构等部分。
2.对风力发电机组系统进行参数优化,以最大化风机效率、提高发电量和降低成本为目标,同时考虑风力资源、环境因素等影响因素。
3.开展系统级别的性能评估与故障诊断研究,包括系统的静态和动态行为分析、响应特性、故障检测方法等。
为达到以上研究目标,本研究将采用仿真软件(如Simulink、SolidWorks等)进行建模和仿真分析,在此基础上开展参数优化、系统性能评估和故障诊断分析等研究工作。
三、研究预期成果和创新点1.建立全面的风力发电机组系统仿真模型,充分考虑各部分的动力学、机械学和电学特性,准确反映风力发电机组性能和行为。
2.提出一种基于联合仿真技术的风力发电机组系统优化方法,该方法可提高风机效率、发电量和降低成本,为风电行业提供科学的技术支持。
3.开展系统级别的性能评估分析和故障诊断研究,为风力发电机组的可靠性和稳定性提供技术保障和故障预警。
本研究将从系统级别出发,建立全面的风力发电机组仿真模型,开展优化设计和行为特性研究,为风电行业的可持续发展提供新的思路和技术支持,具有一定的创新性和实用价值。
基于matlab的风力发电系统仿真开题报告
基于MATLAB的风力发电系统仿真开题报告研究背景在全球气候变化日益严峻的情势下,绿色能源的发展越来越被重视。
风力发电作为一种可再生、环保,且不会产生二氧化碳等污染物的能源,受到了广泛的关注和研究。
目前,风力发电技术已经取得了很大的进展,然而由于各种不可预知的因素,例如风速、发电机的建模等等,因此如何进行风力发电系统的建模和模拟仿真问题成为一个非常关键的难点。
MATLAB作为一个广泛应用于科学计算和数据分析等领域的开发工具,能够为风力发电系统的仿真模型构建提供非常有力的支持。
研究目的本文旨在通过使用MATLAB来建立一个能够准确模拟风力发电系统的仿真模型,以此来改善目前风力发电模型仿真存在的一些问题。
该仿真模型的建立可以有效地识别影响风力发电机组性能的因素,使得研究者能够更加直观和准确地了解这个系统的运行并进行优化,以达到提高风力发电系统性能和可靠性的目的。
研究内容本文将着重研究以下内容:•风力发电机组的建模与仿真:通过理解风力发电机组的机理,探讨其建模方法及各个部分的仿真模型。
•风能变化和风力曲线分析:通过模拟风速、风能密度变化等因素,分析风力曲线的变化规律,并优化风力曲线,以提高发电效率。
•控制算法的优化:通过对控制算法的优化,使得风力发电机组能够在各种不同的风能条件下,保持良好的性能。
研究方法本文将利用MATLAB软件进行仿真模拟和优化。
主要的研究方法包括:•建立风力发电机组的数学模型,设计仿真算法。
•设计基于Matlab的仿真平台,实现风力发电机组的仿真。
•通过风力曲线、功率曲线等参数,优化风力发电机组的运行效率。
•在仿真结果的基础上对控制算法进行优化。
研究意义本文的研究在以下方面具有较大的意义:•可以为风力发电系统的性能、设计和优化提供一个新的思路和研究方向。
•可以有效地提高风力发电系统的电力贡献率和可靠性,促进绿色能源的更快速的发展。
•可以为相关领域的研究人员和工程师提供一个具有重要参考价值的仿真模型和解决方案。
风电模拟平台的设计与实现的开题报告
风电模拟平台的设计与实现的开题报告一、选题背景及意义随着环保意识的不断提高,新能源技术得到了广泛的关注和发展。
风能作为其中的一种清洁能源,受到了国内外的广泛关注和大力发展。
在风电设备的设计和研发过程中,模拟平台作为必不可少的工具,可以对风电发电系统进行系统性的分析和研究,预测风电系统的行为和性能,并提高风电系统的稳定性和效率。
因此,本课题选取风电模拟平台的设计与实现作为研究对象,旨在为风电发电系统的优化设计和运行维护提供一定的支持和参考价值。
二、研究内容和研究方法本课题主要从以下三个方面展开研究:1.风电机组的建模和仿真:对风电机组进行建模和仿真,分析风机转动过程中风机控制系统的行为和性能,预测风电系统的运行效率和稳定性。
2.光伏电池阵列的建模和仿真:对光伏电池阵列进行建模和仿真,分析光伏电池阵列的光照变化和温度变化等环境因素对电池性能的影响,预测光伏电池阵列的输出功率和效率。
3.风光联合发电系统的仿真:将风电机组和光伏电池阵列进行联合建模和仿真,分析风光联合发电系统的运行性能和优化控制策略,提高风光联合发电系统的效率和稳定性。
研究方法包括理论分析、数值计算和计算机仿真等方法,通过Matlab、Simulink 等软件平台进行仿真计算,并分析仿真结果以获得有关风电发电系统的性能、稳定性等方面的信息。
三、研究进程及计划本课题的研究目标为设计和实现一个风电模拟平台,并在该平台上开展风电机组和光伏电池阵列的建模和仿真,以及风光联合发电系统的仿真分析。
具体的研究进程和计划如下:1.文献综述:阅读相关文献,了解风电发电系统的原理和研究现状。
2.系统设计:设计并开发一个风电模拟平台,包括风电机组、光伏电池阵列和风光联合发电系统的建模和仿真。
3.系统优化:对设计的风电发电系统进行优化,改善系统的性能和稳定性,提高系统的运行效率。
4.仿真分析:使用风电模拟平台对设计的风电发电系统进行仿真分析,分析系统的运行行为和性能。
风力发电控制系统实时仿真测试装置的研究与开发的开题报告
风力发电控制系统实时仿真测试装置的研究与开发的开题报告一、选题意义与研究价值随着全球能源需求的增长和化石能源的逐渐枯竭,新型能源的开发和利用愈加重要。
在新兴能源中,风力发电由于具有无污染、可再生、持续性等特点,受到了广泛关注。
然而,风速的变化和负荷的变化可能会导致风力发电机产生振动或者电压波动,因此需要对风力发电控制系统进行测试和优化。
仿真测试是一种有效的方法,可以在实验室环境下模拟真实的工作条件。
因此,开发一种风力发电控制系统实时仿真测试装置,对于提高风力发电系统的稳定性和效率具有重要意义。
本研究旨在开发一种基于实时仿真方法的风力发电控制系统测试装置,并使用该装置对风力发电系统进行测试和优化,为风力发电的可靠稳定运行提供科学依据。
二、研究内容及技术路线本研究的主要内容包括:1.风力发电控制系统实时仿真测试装置的设计与制造该装置主要由风力发电机、控制器、实时仿真系统等部分组成。
其中,风力发电机的输出将通过控制器进行调节和控制,并与实时仿真系统实时交互。
2.风力发电控制系统仿真模型的建立及验证根据基于Matlab/Simulink的风力发电系统的数学模型,建立相应的仿真模型,并通过实验验证模型的准确性和可靠性。
3.风力发电系统稳定性和效率的测试利用该装置对风力发电系统进行稳定性和效率方面的测试,并通过分析测试结果,对系统进行优化和改进。
技术路线:1.建立风力发电系统的数学模型。
2.研究控制策略,并设计控制器。
3.搭建风力发电控制系统实时仿真测试装置。
4.验证风力发电系统仿真模型的准确性和可靠性。
5.对风力发电系统进行稳定性和效率的测试。
6.分析测试结果,对系统进行优化和改进。
三、预期成果1.风力发电控制系统实时仿真测试装置的研制。
2.风力发电系统稳定性和效率方面的测试结果及分析报告。
3.相关技术论文。
四、研究时间安排本研究计划用时两年,时间安排如下:第一年:1.调研相关技术及设备,确定研究方向。
2.建立风力发电系统的数学模型,研究控制策略及控制器的设计。
风力发电系统的变桨距控制的开题报告
风力发电系统的变桨距控制的开题报告一、选题背景及意义随着环境保护和可再生能源的需求增加,风力发电作为一种绿色能源,受到越来越广泛的关注和应用。
而变桨距控制作为风力发电的核心技术之一,能够保证风力发电机组的高效稳定运行,提高其发电效率和经济性。
因此,对风力发电系统的变桨距控制进行深入研究和探索,具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容及目的本文的研究内容主要包括风力发电系统的变桨距控制原理、控制方式、控制算法等方面的深入研究,并针对不同的发电机组类型和风速变化情况,进行系统测试和分析,最终达到优化控制方案,提高风力发电效率和经济性的目的。
三、研究方法和流程1. 回顾和总结相关文献,掌握变桨距控制的基本原理和方法。
2. 建立数学模型,分析和仿真风力发电系统的变桨距控制过程。
3. 在实验室或风力发电场进行实验测试,验证和优化数学模型。
4. 分析实验结果,得出相应的结论和建议。
四、预期成果1. 系统掌握风力发电系统的变桨距控制技术,能够根据不同场景的要求,选择合适的控制策略和算法。
2. 验证和优化数学模型,实现系统的高效稳定运行,提高发电效率和经济性。
3. 分析和总结实验结果和研究成果,撰写学术论文并发表。
五、研究难点和挑战1. 风力发电系统的复杂性,需要综合考虑多个因素如风速、负载变化等。
2. 控制算法的选择和优化,需要深入研究和不断实验优化。
3. 机组类型的不同,对控制策略和算法有不同的要求。
六、参考文献1. 张钦标, 龙奕斌. 变桨角控制下风能转化与发电装置的分析[J]. 自动化仪表, 2005(5):40-43.2. 张剑, 肖圭, 王秋娜. 基于变桨角控制的风力发电机组性能分析[J]. 中国工程科学, 2017(增刊1):244-252.3. 李晓平, 王秋娜, 王凤林. 基于遗传算法的风力发电机组变桨角控制[J]. 农业工程学报, 2009, 25(8):304-308.4. 韩晓东, 贺策, 刘嘹涛. 变桨角控制对风力发电机组效益的影响[J]. 电力系统及其自动化学报, 2017, 29(15):1-8.。
风力发电变流系统仿真及逆变器的单神经元控制的开题报告
风力发电变流系统仿真及逆变器的单神经元控制的开题报告一、研究背景近年来,随着能源需求的不断增加,研究新能源技术成为了各国政府和工业界的共同关注点。
风能作为具有丰富、清洁和可再生性的能源,越来越受到人们的重视。
风力发电不仅可以减少温室气体的排放,还可以降低对传统能源的依赖程度,提高能源安全性。
然而,由于风力发电的不稳定性和不可控性,其能量输出的波动性较大,这为风力发电的普及和应用带来了一定的挑战。
为了充分利用风能,提高风力发电的效率和稳定性,需要研究一种有效的变流系统和控制方法。
逆变器是一种常见的风力发电变流系统,其作用是将风能转换为电能,将输出电流的频率、电压和相位调整到与电网一致。
同时,为了保证风力发电系统的安全和可靠性,需要采用一种合理的控制策略。
单神经元控制作为一种新兴的控制方法,具有简单性、易操作性和实时性等优点,能够有效地控制逆变器输出波形,提高风力发电的稳定性和控制性能。
二、研究目的本研究旨在利用仿真技术,对风力发电变流系统进行建模和分析,并研究采用单神经元控制的逆变器控制策略,以提高风力发电的稳定性和有效性。
三、研究内容1. 风力发电变流系统的建模和仿真建立风力发电变流系统的电路模型,进行系统仿真,并探究不同工况下系统的性能和特性,以获取系统的基础数据和原始波形。
对得到的数据进行分析和处理,为进一步探讨逆变器的控制策略提供参考。
2. 单神经元控制逆变器的设计和仿真针对风力发电变流系统的特点和要求,设计并仿真单神经元控制逆变器,分析不同控制参数对输出波形的影响,并对其控制性能进行评估。
3. 风力发电变流系统仿真与实验验证在仿真的基础上,设计实验方案,搭建实验平台,通过对实验数据的采集和分析,验证仿真结果的准确性和可靠性,并进一步优化和改进控制策略。
四、研究意义和预期成果本研究的意义在于:1. 为提高风力发电的效率和可靠性提供新思路和方法。
2. 对单神经元控制逆变器的控制策略进行了研究和分析,为探索逆变器的其他控制方法提供了参考。
兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统研究的开题报告
兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统研究的开题报告一、研究背景与意义随着全球能源需求的不断增长,清洁能源已成为世界各国的共同选择。
其中,风能作为一种清洁、可再生、且无排放的能源形式,其发电量不受地域限制,成为了重要的替代能源。
目前,兆瓦级风力发电机组已经成为风电产业的主流,而其中液压变桨距系统,作为风力发电机组中重要的控制系统,其稳定性和可靠性直接影响着发电机组的正常运行。
然而,随着技术的不断升级和市场的竞争加剧,风力发电机组液压变桨距系统的要求越来越严格。
其中,液压变桨距系统的响应速度、精度、可靠性等方面都有了更高的要求。
因此,研究兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统,提高其控制精度和效率,对提升我国风电产业的核心竞争能力具有重要的意义。
二、研究内容和技术路线本研究旨在通过对兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统进行深入的研究,提高其控制精度和效率。
具体研究内容包括:1. 分析兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统的工作原理和控制策略,建立数学模型。
2. 设计液压变桨距系统的控制电路,选择合适的控制器和传感器。
3. 开发液压变桨距系统的控制软件,并进行仿真验证。
4. 搭建试验台架,进行实验研究。
验证液压变桨距系统的控制效果,并对系统控制策略进行优化。
技术路线如下:1. 对液压变桨距系统进行建模,分析系统的工作原理和控制策略,设计控制方案。
2. 根据设计方案,选取合适的控制器和传感器,设计控制电路。
3. 开发液压变桨距系统的控制软件,并进行仿真验证。
4. 搭建试验台架,进行实验研究,验证系统的控制效果,并进行优化。
三、预期研究成果和创新点本研究的预期成果包括:1. 充分了解兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统的工作原理和控制策略。
2. 设计灵活、可靠的液压变桨距系统的控制电路。
3. 开发具有高效性和稳定性的液压变桨距系统的控制软件。
4. 通过实验验证,进一步优化液压变桨距系统的性能和控制效果。
本研究的创新点在于:1. 综合考虑了液压系统的动力学和控制策略,设计高性能的液压变桨距系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
本科生毕业设计(论文)开题报告论文题目:大型风电机组仿真实验台偏航与变桨系统设计学院:机械工程学院专业班级:机自0904班学生姓名:郑永宽指导教师:段振云开题时间:2012 年 3 月18 日大型风电机组仿真实验台偏航与变桨系统设计开题报告1、课题来源及选题依据1.1 风力发电概述风力发电(Wind Power Generation)是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能。
风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。
这种风力发电机组,大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。
(大型风力发电站基本上没有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才会拥有尾舵)风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。
当风吹向浆叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。
桨叶的材料要求强度高、重量轻,目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。
(现在还有一些垂直风轮,s型旋转叶片等,其作用也与常规螺旋桨型叶片相同)由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速不稳定;所以,在带动发电机之前,还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱,再加一个调速机构使转速保持稳定,然后再联接到发电机上。
为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率,还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。
铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。
它一般修建得比较高,为的是获得较大的和较均匀的风力,又要有足够的强度。
铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况,以及风轮的直径大小而定,一般在6-20米范围内。
发电机的作用,是把由风轮得到的恒定转速,通过升速传递给发电机构均匀运转,因而把机械能转变为电能。
风力发电的特点是:可再生的洁净能源;建设周期短;装机规模灵活;可靠性高;造价低;运行维护简单;实际占地面积小;发电方式多样化;单机容量小。
风力发电的种类:尽管风力发电机多种多样,但归纳起来可分为两类:①水平轴风力发电机,风轮的旋转轴与风向平行;②垂直轴风力发电机,风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。
1.2 风力发电偏航系统概述风力机的偏航系统也称为对风装置,其作用在于当风速矢量的方向变化时,能够快速平稳地对准风向,以便风轮获得最大的风能。
小微型风力机常用尾舵对风,它主要有两部分组成,一是尾翼,装在尾杆上与风轮轴平行或成一定的角度。
为了避免尾流的影响,也可将尾翼上翘,装在较高的位置。
中小型风机可用舵轮作为对风装置,其工作原理大致如下:当风向变化时,位于风轮后面两舵轮(其旋转平面与风轮旋转平面相垂直)旋转,并通过一套齿轮传动系统使风轮偏转,当风轮重新对准风向后,舵轮停止转动,对风过程结束。
大中型风力机一般采用电动的偏航系统来调整风轮并使其对准风向。
偏航系统一般包括感应风向的风向标,偏航电机,偏航行星齿轮减速器,回转体大齿轮等。
其工作原理如下:风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电机的控制回路的处理器里,经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令,为了减少偏航时的陀螺力矩,电机转速将通过同轴联接的减速器减速后,将偏航力矩作用在回转体大齿轮上,带动风轮偏航对风,当对风完成后,风向标失去电信号,电机停止工作,偏航过程结束。
1.3 风力发电变桨系统概述变桨控制系统采用三套直流电机伺服控制系统分别对每个桨叶的桨角进行控制,桨距角的变化速度一般不超过每秒,桨叶控制范围0°-90°每个桨叶分别采用一个带转角反馈的伺服电机进行单独调节,电机转角反馈采用光电编码器,安装在电动机轴上,采集电机转动角度,由伺服驱动系统实现转速速度闭环控制和变桨控制器实现的转角位置闭环控制。
伺服电机连接减速箱,通过主动齿轮与桨叶轮毂内齿圈相连,带动桨叶进行转动,实现对桨叶节距角的直接控制。
在轮毂内齿圈的安装第二个转角传感器,直接检测内齿圈转动的角度,即桨距角变化,该传感器作为冗余控制的参考值。
当电机输出轴、联轴器或转角传感器出现故障时,会出现两个转角传感器所测数据不一致的现象,控制器即可据此判断此类故障。
在轮毂内齿圈边上还装有两个接近开关,起限位作用。
变桨距控制系统的供电来自主控制室向上提供的三相400V(带零线)的交流电源,该电源通过滑环引入轮毂中的变桨系统,机舱内部智能充电器将交流电整流成直流电经蓄电池后向逆变单元和备用电源供电。
如果交流供电系统出现故障,需要一套备用电源系统向伺服控制器供电,在一段设定的允许时间内将桨叶调节为顺桨位置。
备用电源主要由基于铅酸蓄电池的储能机构和充放电管理模块构成,充放电管理模块向储能机构供电,并实现充放电过程的控制管理均采用直流永磁伺服电机实现桨叶驱动。
直流电机伺服控制器硬就件分为控制电路和功率逆变电路两大部分。
传统伺服控制采用从内到外依次为电流、速度、位置三闭环的控制结构。
采用蓄电池实现储能。
使用专用充电装置对蓄电池的充放电进行管理,在不同的温度情况下实现对温度补偿功能。
在充电初期实现大电流快速充电,充电时间短。
随着的电流的下降进入恒压充电状态,当充电器检测到充电电流足够小的时候,进入涓流充电,其到对电池的保护作用。
变浆系统的作用:根据风速的大小自动进行调整叶片与风向之间的夹角实现风轮对风力发电机有一个恒定转速;利用空气动力学原理可以使桨叶顺浆90°与风向平行,使风机停机。
主要部件组成:其构成由直流伺服系统、伺服电机、后备电源、轮毂,变桨控制器构成。
1.4 课题主要研究内容风力发电是一项新能源技术,本课题主要设计大型风电机组仿真试验台总体设计方案。
并侧重偏航与变桨系统设计。
包括三维建模,运动模拟仿真,装配动画演示等功能。
1.5 课题预期达到的目标(主要参数)基本要求1)发电机额定转速:1000r/min。
2)风电机额定功率:10kw。
3)偏航转速:1 r min。
4)变桨转速:1-2r/min。
2、国内外研究现状综述2.1 国内研究现状风能是迄今为止最具大规模开发价值的、清洁并可再生的重要能源,风力发电成为目前我国电网继火电之后的第二大电源,其发电的无规律性、不可控性及反调峰性,在发展到一定规模时,对电网运行,尤其是对调峰造成的影响越来越突出。
在规模建设风电场的今天,运行管理所面临的问题又是一个急需解决的问题。
我国风电场运行水平与国际先进水平尚有较大差距。
以内蒙古为例,1996年4 个风电场总装机容量14475KW,总发电量2254 万kWh,年平均单位装机发电量为1557kWh/kW,综合容量利用率为17.8%,而目前世界先进水平可达50%左右。
而我国风电场的运行管理也处于落后水平,与国际先进水平相比尚有很大差距,综合容量系数还不到20%。
由于风电场项目规模大,机组台数多,导致占地面积增加,管理区域越来越大,场内电气系统电压等级高、电气设备日趋复杂化,风电场建设投资和上网电价都比较高,部分风电场的发电量较低,鼓励和规范风电发展的政策不够完善。
只有加强风电场运行管理,才能保证电网安全稳定运行的前提下,最大限度地吸纳风电。
2.2 国外研究现状风能的开发利用在国外发达国家已相当普及,尤其在德国、荷兰、西班牙、丹麦等西欧国家,风力发电在电网中占相当比重。
20世纪70年代发生了世界性的能源危机,欧美国家政府加大补贴投入,鼓励开展风力发电事业。
1973年联邦德国风能资源投入30万美元,到1980年投资就增至6800万美元;美国20世纪80年代初期安装了1700多台风电机组,总装机容量达到3 MW;1979年丹麦能源部决定给风轮机设备厂投入补贴,政府拨款建立小型风轮机试验中心,承担发风轮机许可证任务。
到20世纪80年代末,全球共有大型风轮机近2万台,总装机容量2 GW。
国际市场风力发电成本不断降低,有些条件较好的风力发电场,机组发电成本仅为8美分/kWh,风场运行维修费为1.5美分/kWh。
从当前世界风力发电情况来看,无论从风机容量投资、年发电量、运行费用及运行稳定性等指标衡量,200~500 kW的中型风电机组都具有较大竞争力。
3、课题研究拟采用的方法和手段(1)本次设计为大型风电机仿真实验台偏航与变桨系统。
鉴于风机额定功率:10kw,偏航转速:1 r min和变桨转速:1-2r/min均较小,因此采用大降速比传动。
首先建立几种常用风力发电机的数学模型,建立风速和风力机模型,并利用已建立的数学模型对发电机原理进行探讨,研究各风力发电机的运行特性,并就各种发电机并网时对电网的影响进行理论探讨,特别是与电网有功和无功交换功率及对电网电压的影响进行探讨,找出合适的并网运行控制方案。
(2)通过对风力发电机组尤其是偏航控制系统功能能和原理的研究,深入了解偏航控制系统在风力发电机组中的作用及其结构。
(3)为有效地设计偏航控制系统,还需比较各种对风控制器的优缺点,从而找出一种比较适当的控制算法,设计控制器,画出流程图。
并采用仿真软件,针对双馈风力发电机组进行仿真实验,从而对比此方法是否有效。
(4)由于启动和并网的需要,大型风力发电机组需要根据风速仪、风向标等传感器数据,对风、制动、开闸并确定启动,达到同步转速一段时间后,进行并网操作,开始发电。
这就要求只有在风向变化时,才需要偏航,而风速变化引起功率变化时,偏航系统不需要动作。
所以风速变化在程序设计时需要考虑。
(5)随着系统的控制性能不断提升,采用单片机作为偏航控制系统已经逐渐被性能更好、处理速度更快、是实行更高的DSP和嵌入式系统所代替。
因此本设计硬件电路系统准备采用DSP作为系统偏航控制器。
本课题设计内容包括风电机组仿真实验台偏航与变桨系统设计等内容,并运用AutoCAD软件绘图和UG(NX 7.5)软件进行三维建模,最后在运用相关软件进行运动仿真。
4、课题进度安排5、参考文献:[1] 吴祖育, 秦鹏飞. 数控机床. 上海: 上海科技出版社, 2010.[2] 濮良贵, 纪名刚等. 机械设计. 北京: 高等教育出版社, 2006.[3] 甘永立. 几何量公差与检测. 上海: 上海科技出版社, 2010.[4] 于骏一, 邹青. 机械制造技术基础. 北京: 机械工业出版社, 2009.[5] 孙桓, 陈作模, 葛文杰. 机械原理. 北京: 高等教育出版社, 2006.[6] 关慧贞, 冯辛安. 机械制造装备设计. 北京: 机械工业出版社, 2009.[7] 裘文言, 张祖继, 瞿元赏. 机械制图. 北京: 高等教育出版社, 2003.[8] 张幼军, 王世杰. NX CAD/CAM 基础教程. 北京: 清华大学出版社, 2011.[9] 哈尔滨工业大学理论力学教研室. 理论力学. 北京: 高等教育出版社, 2002.[10] 刘鸿文. 材料力学. 北京: 高等教育出版社, 2004.[11] 成大先. 机械设计手册. 北京: 化学工业出版社, 1993.[12] 王连明. 宋宝玉. 机械设计课程设计. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2010.[13] 于慎波. 机械制造方向课程设计指导书. 沈阳:沈阳工业大学, 2012.[14] 朱张校. 工程材料. 北京: 清华大学出版社, 2001.[15] 王霄, 刘会霞. UG NX 5.0工程师培训教程. 北京: 化学工业出版社, 2010.[16] 机械设计实用手册编委会. 机械设计实用手册. 北京: 机械工业出版社, 2008.[17] 简明机械工程词典编写组. 简明机械工程词典. 北京: 中国农业机械出版社,1990.[18] 王兆安,刘进军.电力电子技术(第五版).北京:机械工业出版社,2010.[19] 赵炳良.现代电力电子技术基础[M].北京:清华大学出版社,1995.[20] 叶航冶.风力发电机组的控制技术[M].北京:机械工业出版社,2002[21] 姚兴佳,刘国喜,朱家岭等.可再生能源及其发电技术[M].北京:科学出版社,2010.[22] 林渭勋.现代电力电子电路[M].杭州:浙江大学出版社,2002[23] 郭新生.风能利用技术[M].北京:化学工业出版社,2007.[20] 高字雷,晓张.可再生能源:中国可持续发展的绿色动力[J].绿色视野,2006,3(2):8.[24] 陈建业.电力电子电路的计算机仿真[M].北京:清华大学出版社,2003[25] 徐德,朱静.风力发电机风向随动控制系统[J].太阳能学报,2000,21(2):187-188[26] 李守好.风力发电装置刹车系统及偏航系统智能控制研究,[硕士学位论文],西安;西安电子科技大学,2005[27] 王承煦,张源.风力发电[M].北京;中国电力出版社,2003[28] 叶航至.风力发电机组的控制技术[M].北京:机械工业出版社,2002[29] 倪守元.风力发电讲座第三讲风力发电用的发电机及风力发电系统[J].太阳能,2000。