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：

2013 年3 月25日

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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”。

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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[1]。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。

随着人类社会的发展、科技的进步以及日益严重的资源和环境问题的挑战，世界能源结构开始经历第三次大的变革，即从煤炭、石油、天然气为主的能源系统，开始转向以可再生能源为基础的可持续发展的能源系统。1992年，联合国在巴西召开了世界各国首脑参加的世界环境与发展大会，再次强调了可再生能源的开发对环境和发展的深远历史意义。

1．2课题的目的与意义

世界经济的快速发展和激烈的竞争，新能源发电尤其是风力发电技术日趋受到世界各国的普遍重视。除水力发电技术外，风力发电是新能源发电技术中最成熟、最具大规模开发和最有商业化发展前景的发电方式。由于在改善生态环境、优化能源结构、促进社会经济可持续发展等方面的突出作用，目前世界各国都在大力发展和研究风力发电及其相关技术。

风能取之不尽，用之不竭，是非常重要的一种洁净的可再生能源，是人类能源结构的转变中一个非常重要的部分。风力发电是人们有效利用风能的方法之一，其技术在可再生能源利用中的运用也是比较成熟的。风力发电是一项高新技术，它涉及到气象学、空气动力学、结构力学、计算机技术、电子控制技术、材料学、化学、机电工程、电气工程、环境科学、等十几个专业学科，是一项系统技术。风力发电作为现在新能源利用的重要技术之一，电气工程和它是息息相关，密不可分的。目前全世界风电装机容量达到490万千瓦，而且还在以年均60％的速度增长，反映了当今国际电力发展的一个新动向。我国有丰富的风能资源，又有国外成熟的技术可以借鉴，大规模开发风电的条件已

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经具备，应该积极发展。据专家估计，地球上所接收到的太阳辐射能大约有2%转换成风能，风力发电装机容量可达1000兆千瓦，每年可发出电力1.3×1011度。风力发电有其自身独特的优越性，大力发展风力发电实现了低碳环保，风能不需要成本，也不造成辐射或空气污染，可带来巨大的经济效益；还有我国的风力资源是相当雄厚的，也为风能来源提供充足的保障。

1.3国际风电技术的发展现状和趋势

随着国际社会对环境关注程度的不断提高，风力发电越来越受到了各国的重视，国外政府纷纷制定优惠政策，鼓励企业和个人积极参与风力发电事业，加大风电的开发力度。如法国、德国等欧洲发达国家都将风电定为优先发展级别。1999年10月5日，欧洲风能协会的一项国际能源研究报告指出：到2020年，风能可提供世界电力需求10%，创造170万个就业机会，并在全球范围减少100多亿吨二氧化碳废气[7]。风电技术经过20年的开发日益成熟，商业化机组的单机容量从55kW增加到6000kW，风电成本从20美分/kWh 持续下降到3美分/kWh，运行可靠性的发电成本接近于常规火电，迅速发展为初具规模的新兴产业。

国外风电发展速度非常快，装机容量以每年30％的速度增长。例如欧洲风能协会和绿色和平组织签署的《风力12—关于2020年风电达到世界电力总量的12％的蓝图》的报告中，指出期望并预测2020年全球的风力发电装机将达到12.31亿千瓦这是2002年世界风电装机容量的38.4倍，年安装量达到1.5亿千瓦，风力发电量将占全球发电总量的12％。就目前情况看，欧洲的风力发电机研发水平最高，其中以德国与丹麦发展风力发电机最为积极。丹麦是开发风电最早的国家，而且当前在风电机组技术和生产方面仍处于领先地位，2002年初丹麦全国风电装机2714MW，占发电总装机容量的11.09%；德国风电装机8753MW，超过美国(4245MW) 居世界第一；风电装机超过100MW的国家还有西班牙(3335MW)、意大利(197MW)等，己经达到了16个之多。欧盟2001年实际已装机17361MW，风电发展规划目标是2010年要达到40GW, 2020年达到100GW，届时风电的比例将超过10%[9]。亚洲的风电事业也蓬勃兴起，到2002年初，装机总容量达到2220MW占世界风电装机总容量的9.1%。其中印度发展最为迅速，在短短几年时进入世界装机总量前五名。

目前国外变桨距机构主要应用于MW级以上的大型风力发电机上，多采用两种方案：液压执行机构和电机执行机构。两者都以应用到2.5到6MW风力发电机上。在海上风力发电机也用到这两种方案。液压执行机构以其响应频率快、扭矩大、便于集中布置和集成化程度高等优点在目前的变桨距机构中占有主要的地位, 它特别适合于大型风力机的场合；而电机执行机构以其结构简单、能对桨叶进行单独控制, 也受到许多厂家的青睐。国外厂商开发的变距型风力发电机组的变距机构从驱动控制形式上可分为一个液压缸

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