直驱式永磁风力发电系统设计

直驱式永磁风力发电控制系统设计

泮斌斌

(浙江海洋学院机电学院，浙江舟山316000)

摘要

风力发电作为绿色能源在全世界迅速发展，这是解决世界能源危机的重要途径，在这个背景下本文对直驱式永磁风力发电控制系统进行了应用设计。

本文以风力发电的工作原理等基础理论为基本理论，得到一种控制风能的利用效率的变桨控制的基本控制策略；通过比较当前流行的几个风力发电机组的结构和不同控制方案之间的不同特点；分析了直驱式永磁风力发电的性能和特点，最终得出本机组需要采用以“同步高速、无刷励磁旋转、全功率的逆变’’为核心的技术路线。

本论文最后完成了风力发电机控制系统的设计，以控制系统所要实现的功能为基础，根据控制系统的要求，分析了系统输出和输入的信号，简单阐述了组成控制系统的硬件系统的可编程处理器和最主要的控制信号变送器，确定了传感器的类型以及各硬件的配置；以这些为基础讨论了一些控制系统的控制策略，研究设计了主程序的流程图，变桨距控制图，并详细的研究了变桨距的控制过程，得出了控制原理和结构组成。

关键词：风力发电机；控制系统；变桨控制

ABSTRACT

Wind power as the rapid development of green energy in the world, it is important to solve the world energy crisis means, in this context of this paper, direct-drive permanent magnet wind power control system for the application design.

In this paper, wind power and other basic working principle of the theory of the basic theory, a control variable wind energy utilization efficiency of the basic control strategy for pitch control.A couple of current by comparing the wind turbine structure and the difference between the different characteristics of the control program;Analysis of direct-drive permanent magnet wind power generation performance and features, and ultimately come to the unit needs to adopt a "synchronous high-speed, brushless rotary, full-power inverter technology''as the core line.

Finally completed the wind turbine control system to control system functions to be achieved, based on the control system according to the requirements of the system output and input signal composed of a simple control system described in the programmable hardware system The main control signal processor and transmitter, to determine the type of sensors as well as the hardware configuration;Based on these discussions a number of control system control strategy, research and design of the main program flow chart, variable pitch control charts, and detailed study of the pitch control of the process, obtained the control principle and structure.

KEY WORDS：wind turbine；control system；pitch control

目录

第一章绪论 (1)

1．1引言 (1)

1．2风力发电在国内外发展现状和趋势 (1)

1.3 风力发电原理 (5)

1.4 风力发电机结构 (6)

1.5 选题依据和意义 (6)

第二章风力机的相关理论及本系统的结构 (9)

2．1风电机组的工作原理 (9)

2．2风力发电机组的分类 (10)

2.2.1 水平轴风力发电机 (10)

2.2.2垂直轴风力发电机 (10)

2.3并网型风力发电机组 (11)

2.3.1双馈风力发电系统 (11)

2.3.2直驱式风力发电系统 (12)

2.3.3三相同步发电系统 (13)

第三章直驱式永磁同步风力发电系统 (14)

3.1概述 (14)

3.2变桨距系统控制 (14)

第四章风电机组控制系统的设计 (17)

4．1风力发电机电动变桨控制系统硬件结构 (17)

4．2 变桨系统的控制策略 (18)

4．3控制系统的软件设计 (18)

4.3.1变桨控制系统软件设计 (19)

4.3.2 偏航控制系统软件设计 (21)

4.3.3故障报警和联锁保护 (22)

第五章总结与展望 (23)

致谢 (24)

[参考文献] (25)