风力发电机组偏航控制系统设计设计
基于PLC的风力发电机组偏航系统的控制-机电一体化毕业论文概要
南昌航空大学自学考试毕业论文题目基于PLC的风力发电机组偏航系统的控制专业机电一体化学生姓名论文编号准考证号指导教师2017 年度上（上/下)基于PLC风力发电机组偏航系统控制摘要随着社会经济的发展，人们对电的需求日益提高。
以石油、煤炭、天然气为的常规能源，不仅资源有限,而且还会在使用中造成严重的环境污染。
在我们进入21世纪的今天,世界能源结构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。
风能作为取之不尽，用之不竭的绿色清洁能源己受到全世界的重视,而风力机的偏航系统能使风能得到更好的利用,所以偏航系统的设计非常的重要.本设计首先分析了偏航系统的工作原理，然后以三菱PLC作为控制器，触摸屏为监控器,设计了硬件系统模块，整个硬件系统采用了闭环控制，并说明了开环控制的缺点.根据偏航控制要求,设计了自动对风控制算法，自动解缆控制算法,90°背风控制算法，不仅提高了风能利用率，增大了发电效率，而且还保证了整个系统的安全性、稳定性,让风力发电机更好的运行。
关健词：偏航系统；硬件设计；自动对风；自动解缆目录摘要 (III)1 概论 (1)1。
1设计背景 (1)1.2设计研究意义……………………………………………………………………。
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11。
3国内外风力发电概况 (2)1.3。
1世界风电发展……………………………………………………………………………。
21。
3.2我国风电发展…………………………………………………………………。
.22 偏航控制系统功能简介与原理 (3)2.1偏航控制系统功能....。
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..32。
2风力发电机组偏航控制原理………………………………….…………………。
33偏航系统的控制过程……………………………………………………。
风力发电机组控制系统
昝润鹏双馈机运行原理图•控制系统利用DSP或单片机，在正常运行状态下，主要通过对运行过程中对输入信号的采集、传输、分析，来控制风电机组的转速和功率；如发生故障或其它异常情况能自动地检测并分析确定原因，自动调整排除故障或进入保护状态•DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。
其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。
再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。
它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。
它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。
•控制系统主要任务就是能自动控制风电机组依照其特性运行、故障的自动检测并根据情况采取相应的措施。
•控制系统包括控制和检测两部分，控制部分又分为手动和自动。
运行维护人员可在现场根据需要进行手动控制，自动控制应该在无人值守的条件下实施运行人员设置的控制策略，保证机组正常安全运行。
•检测部分将各种传感器采集到的数据送到控制器，经过处理作为控制参数或作为原始记录储存起来，在机组控制器的显示屏上可以查询，也要送到风电场中央控制室的电脑系统，通过网络或电信系统现场数据还能传输到业主所在城市的办公室。
•第一：低于切入风速区域。
一旦满足切入条件，控制启动风机。
•第二：切入风速到额定风速区域。
控制目标是最大风能捕获，通常将桨距角保持在某个优化值不变，通过发电机转矩控制叶轮转速，实现最佳叶尖速比。
•第三：超过额定风速区域。
通过变桨控制保持输出功率和叶轮转速恒定。
叶尖速比：叶轮的叶尖线速度与风速之比。
叶尖速比在5-15时，具有较高的风能利用系数Cp（最大值是0.593）。
通常可取6-8。
•风传感器：风速、风向；•温度传感器：空气、润滑油、发电机线圈等；•位置传感器：润滑油、刹车片厚度、偏航等；•转速传感器：叶轮、发电机等；•压力传感器：液压油压力，润滑油压力等；•特殊传感器：叶片角度、电量变送器等；•⑴控制系统保持风力发电机组安全可靠运行，同时高质量地将不断变化的风能转化为频率、电压恒定的交流电送入电网。
偏航系统原理及维护
风力发电机组偏航系统原理及维护UP77/82 风电机组偏航控制及维护目录1、偏航系统简介2、偏航系统工作原理3、偏航系统控制思想4、偏航系统故障5、偏航系统维护偏航系统简介偏航系统功能使机舱轴线能够跟踪变化稳定的风向；当机舱至塔底引出电缆到达设定的扭缆角度后自动解缆。
风向标风向标的接线包括四根线,分别是两根电源线,两个信号我们实际的线和两根加热线；目前每台机组上有两个风向标；风向标的N指向机尾；偏航取一分钟平均风向。
偏航系统结构4个偏航电机偏航刹车片10个偏航内齿圈塔筒偏航大齿圈侧面轴承偏航轴承内摩擦的滑动轴承系统；内齿圈设计。
偏航驱动电机：数量：4个对称布置,由电机驱动小齿轮带动整个机舱沿偏航轴承转动,实现机舱的偏航；内部有温度传感器,控制绕组温度偏航电子刹车装置,偏航齿轮箱：行星式减速齿轮箱偏航小齿轮偏航编码器绝对值编码器,记录偏航位置；偏航轴承齿数与编码器码盘齿数之比；左右限位开关,常开触点；左右安全链限位开关,常闭触点；偏航刹车片数量：10个液压系统偏航刹车控制；偏航系统未工作时刹车片全部抱闸,机舱不转动；机舱对风偏航时,所有刹车片半松开,设置足够的阻尼,保持机舱平稳偏航；自动解缆时,偏航刹车片全松开。
偏航润滑装置偏航轴承润滑150cc/周偏航齿轮润滑50cc /周用量3：1润滑周期16分钟/72小时偏航润滑油泵启动间隔时间：36H 偏航润滑油泵运行时间：960s偏航系统工作原理偏航系统原理由四个偏航电机与偏航内齿轮咬合,偏航内齿轮与塔筒固定在一起,四个偏航电机带动机舱转动。
偏航电机由软启动器控制。
偏航软启动器软启动器使偏航电机平稳启动；晶闸管控制偏航电机启动电压缓慢上升,启动过程结束时,晶闸管截止；限制电机起动电流。
偏航软起动器工作时序图1.主控给出软起使能EN命令；2.软起内部启动工作继电器READY接点闭合；3.启动初始电压30%Un；4.启动时间10s5.内部旁路继电器TOR接点闭合,晶闸管控制截止。
风力发电系统的控制原理
风力发电系统的控制原理风力涡轮机特性：1，风能利用系数Cp风力涡轮从自然风能中吸取能量的大小程度用风能利用系数Cp表示：P---风力涡轮实际获得的轴功率r---空气密度S---风轮的扫风面积V---上游风速根据贝兹〔Betz〕理论可以推得风力涡轮机的理论最大效率为：。
2，叶尖速比l为了表示风轮在不同风速中的状态，用叶片的叶尖圆周速度与风速之比来衡量，称为叶尖速比l。
n---风轮的转速w---风轮叫角频率R---风轮半径V---上游风速在桨叶倾角b固定为最小值条件下，输出功率P/Pn与涡轮机转速N/Nn的关系如图1所示。
从图1中看，对应于每个风速的曲线，都有一个最大输出功率点，风速越高，最大值点对应得转速越高。
如故能随风速变化改变转速，使得在所有风速下都工作于最大工作点，则发出电能最多，否则发电效能将降低。
涡轮机转速、输出功率还与桨叶倾角b有关，关系曲线见图2 。
图中横坐标为桨叶尖速度比，纵坐标为输出功率系统Cp。
在图2 中，每个倾角对应于一条Cp=f(l)曲线，倾角越大，曲线越靠左下方。
每条曲线都有一个上升段和下降段，其中下降段是稳定工作段〔假设风速和倾角不变，受扰动后转速增加，l加大，Cp减小，涡轮机输出机械功率和转矩减小，转子减速，返回稳定点。
〕它是工作区段。
在工作区段中，倾角越大，l和Cp越小。
3，变速发电的控制变速发电不是根据风速信号控制功率和转速，而是根据转速信号控制，因为风速信号扰动大，而转速信号较平稳和准确〔机组惯量大〕。
三段控制要求：低风速段Ｎ＜Ｎｎ，按输出功率最大功率要求进行变速控制。
联接不同风速下涡轮机功率－转速曲线的最大值点，得到ＰＴＡＲＧＥＴ＝ｆ〔ｎ〕关系，把ＰＴＡＲＧＥＴ作为变频器的给定量，通过控制电机的输出力矩，使风力发电实际输出功率Ｐ＝ＰＴＡＲＧＥＴ。
图３是风速变化时的调速过程示意图。
设开始工作与Ａ２点，风速增大至Ｖ２后，由于惯性影响，转速还没来得及变化，工作点从Ａ２移至Ａ１，这时涡轮机产生的机械功率大于电机发出的电功率，机组加速，沿对应于Ｖ２的曲线向Ａ３移动，最后稳定于Ａ３点，风速减小至Ｖ３时的转速下降过程也类似，将沿Ｂ２－Ｂ１－Ｂ３轨迹运动。
金风2.5MW机组液压、偏航及润滑控制系统
二、金风2.5MW机组偏航系统及润滑系统 偏航电机控制主电路3
尾声：
本课程就讲到这里，如果有什么问题， 欢迎大家踊跃的提出来，我们共同探讨。
同时也希望各位在各自的工作岗位上能 像雄鹰一样自由的翱翔。
本节推荐书籍及资料： 《GW DK3.683.010DL V9 2.5MW机舱电控系统I型电气原理图（陆上普通型）》 《2.5MW液压站图纸》 《液压站CWH09 058 S02 00操作与维护手册》 《金风林肯润滑手册》 《林肯集中润滑在风机上的应用.PPT》 《设备润滑基础》
偏航制动器的安装位置
二、金风2.5MW机组偏航系统及润滑系统
二、金风2.5MW机组偏航系统及润滑系统
偏航刹车盘
二、金风2.5MW机组偏航系统及润滑系统
偏航系统的润滑部分
1—自动加脂器，2—溢流阀，3—油管，4—渐进式分油器，5—渐进式分配器，7—油管连接 对丝，8—堵丝，9—三通，15—弯头，21—毛毡齿润滑器
二、金风2.5MW机组偏航系统及润滑系统
自动加脂器
二、金风2.5MW机 3 – 单向阀 吸油阶段 1 – 偏心轮 2 – 柱塞 3 – 弹簧 4 – 单向阀
打油阶段 1 – 偏心轮 2 – 柱塞 3 – 弹簧 4 – 单向阀
二、金风1.5MW机组偏航系统及润滑系统
谢 谢 大 家！
金风机组采用主动偏航对风形式。在机舱后部有两个互相独立的传 感器——风速仪和风向标。风向标的信号反映出风机与主风向之间有偏 离，当风向持续发生变化时，控制器根据风向标传递的信号控制三个偏 航减速器转动机舱对准主风向，机组偏离主风向的一般误差在±4度内。
偏航条件：1、检测60s平均风向，偏差25度持续20s后开始偏航； or2、检测60s平均风向，偏差15度持续50s后开始偏航； or3、检测60s平均风向，偏差9度持续1.5m后开始偏航。
基于PLC的风力发电控制系统设计
学号：常州大学毕业设计(论文）题目基于PLC的风力发电控制系统设计学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月基于PLC的风力发电控制系统设计摘要: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。
主要内容包括电气原理图和设计流程图的绘制，PLC、电气元件的选型,发电机组启动控制、偏航控制、温度控制和变压器控制等.在论文中给出详细的控制原理解释和各模块的功能介绍,并配有每一模块的控制程序。
最后进行相关调试和仿真，利用STEP7—Micro/WIN32编程软件对PLC程序进行调试、仿真运行和在线诊断等，使仿真结果满足设计要求。
关键词：风力发电；可编程控制器;偏航；温度控制The Control System of Wind Power Based on PLCAbstract：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。
风电集电环偏航集成控制
风电集电环偏航集成控制以风电集电环偏航集成控制为题，我们将介绍风电集电环偏航集成控制的相关内容。
风电集电环是风力发电机组中的重要组成部分，它负责将多个风力发电机的电能收集起来并输送到变电站。
而风电集电环偏航集成控制则是指对风电集电环进行偏航调整的控制系统。
风电集电环通常由多个环形导电轨道组成，这些导电轨道与风力发电机组中的转子导电环相连接。
当风力发电机组中的转子旋转时，导电轨道会带动转子导电环产生电能。
风电集电环的设计和布置需要考虑到风力发电机组的数量和布局，以及电能输送的可靠性和效率。
然而，在实际运行中，由于风力发电机组的数量较多，转子旋转速度的差异以及外部环境因素的影响，风电集电环往往会出现偏航的情况。
偏航会导致风力发电机组之间的电能传输不平衡，进而影响整个风力发电系统的运行效率和稳定性。
为了解决这个问题，可以采用风电集电环偏航集成控制系统。
该系统通过传感器和控制器实时监测和调整风电集电环的偏航情况，确保各个风力发电机组之间的电能传输平衡。
具体而言，该系统可以实现以下功能：1. 偏航检测：通过安装在风电集电环上的传感器，实时监测风电集电环的偏航情况。
传感器可以感知风力发电机组的转子旋转速度和方向，从而判断风电集电环的偏航情况。
2. 偏航调整：当检测到风电集电环出现偏航时，控制器会通过控制机构对风电集电环进行调整。
控制机构可以根据传感器的反馈信号，对风电集电环进行偏航角度的微调，使其恢复到正常的工作状态。
3. 故障诊断：风电集电环偏航集成控制系统还可以通过故障诊断功能，及时发现和排除风电集电环的故障。
当风电集电环出现故障时，系统会自动报警并提供故障信息，以便维护人员进行处理。
风电集电环偏航集成控制系统的应用可以有效提高风力发电系统的运行效率和可靠性。
它可以确保风电集电环的偏航问题得到及时纠正，保证风力发电机组之间的电能传输平衡，从而提高整个风力发电系统的发电能力和电能利用率。
风电集电环偏航集成控制是风力发电系统中重要的控制系统之一，它通过实时监测和调整风电集电环的偏航情况，确保风力发电机组之间的电能传输平衡。
风力发电机偏航系统控制策略分析袁博文
风力发电机偏航系统控制策略分析袁博文摘要：风能作为清洁能源，具有较大发展前景，尤其是在风能发电方面。
而如何提升风能利用率，增强风力发电机发电效益，控制发电成本，成为各国研究学者思考重点。
在风力发电时，偏航系统的控制水平直接影响着其的经济效益，因此，各国纷纷投入风力发电机偏航系统的研究中，并取得了显著成效。
文章对风力发电机偏航系统简单概述，探讨了偏航系统工作原理，并对偏航系统的控制提出几点策略，以期增强风力发电机发电效益，提高偏航系统的利用率，延长偏航系统的使用时间，实现效益最大化。
关键词：风力发电机；偏航系统；控制前言：风能作为自然能源，其内蕴含大量蕴藏量，具有再生、绿色无污染、分布广泛等优势，在世界范围内，风能的利用被广泛重视。
在风能利用中，对风力发电机依赖性较高，而发电机通过对风向追踪，将风能转变为电能，以供使用[1]。
在这一过程中，偏航系统的控制直接关系着发电机是否能迅速准确对风，影响着发电机对风的利用率，并且，作为发电机内不可缺少的部件，一旦偏航系统出现问题，风力发电机组极易停机。
对此，加强偏航系统的控制，对风能的高效利用具有重要意义。
1?风力发电机偏航系统概述及其工作原理1.1?风力发电机偏航系统概述风力机组。
在风里发电机内，风力机组直接将风力转化，变为机械能，通过机械能对转子的作用力，带动转子快速旋转，最终转变为电能。
电能转换时，风能经过两次转化，即由风能转变为机械能，后由机械能转化为电能。
偏航系统构造。
在大型水平轴风力发电机上，偏航系统主要包含偏航轴承、计数器、驱动装置等部件。
偏航系统功能。
偏航控制系统作为对风装置，包括如下功能：与风力机组配合，对系统进行控制，当风速矢量方向变化，偏航控制系统直接控制风轮，快速平稳的对准风向，实现了风能最大化利用[2]。
偏航系统主要功能有：与风电机组控制系统有效配合，控制风电机组的机舱，使其旋转对风，充分利用风力，增强电机组发电效率；风险相对稳定时，偏航系统能够为其提供保持力矩，使风能能够保持对风捕捉，保证风电机组安全运行；因风电机组可能向一个方向持续偏航，为保障机组悬垂部分电缆因过度扭绞断裂，偏航系统能够在电缆到达规定缠绕值，自动反方向旋转，解除缠绕。
金风2.5MW机组液压、偏航及润滑控制系统
一、金风2.5MW机组液压系统
顺序阀（13）
进销控制线 圈/手动机 构（22.1）
叶轮刹车电磁换 向球阀（19.1）
截止阀（18） 偏航控制换向电 磁球阀（16.2）
发讯器（3.1）
液压泵电源进 线
压力继电器 （10） 节流阀（14） 减压阀（20）
截止阀（8） 减压阀（11）
过滤器（3）
一、金风2.5MW机组液压系统
一、金风2.5MW机组液压系统 液压系统控制电路
二、金风2.5MW机组偏航系统及润滑系统
风力发电机组的偏航控制系统是一随动系统，当风向与风轮轴线偏离一个角 度时，控制系统经过一段时间确认后，会控制偏航电机将风轮调整到与风向一致 方位。
二、金风2.5MW机组偏航系统及润滑系统
金风2.5MW机组液压、偏航及 润滑控制系统
1
一、金风2.5MW机组液压系统 金风2.5MW机组液压系统原理图
一、金风2.5MW机组液压系统
序号 1
1.2 1.3
3 3.1 3.2
4 5 7 8 9 10 11 12 13
名称 油箱 液位开关 放油软管及球阀 过滤器 发讯器（过滤器堵塞） 旁通阀 单向阀 溢流阀（系统保护） 蓄能器 截止阀 单向阀 压力继电器（系统压力） 减压阀 减压阀 顺序阀
一、金风2.5MW机组液压系统 金风2.5MW机组液压系统的压力继电器
一、金风2.5MW机组液压系统 1.8 过滤器
一、金风2.5MW机组液压系统 哈威液压站上使用的过滤器
一、金风2.5MW机组液压系统
1.9 压差发讯器（过滤器堵塞发讯器）
过滤器的发信装置有机械式、磁铁式和电信号式等几种形式。当滤芯堵塞后，发讯器 会发出堵塞信号。 符号
偏航系统
偏航系统1．概述XWEC-Jacobs43/600风力发电机组的偏航系统主要由偏航检测部分、机械传动部分、扭缆保护装置三大部分组成，偏航采用主动对风形式。
在机舱后部有两个互相独立的传感器—风速计和风向标，风机对风向的检测由风向标来完成。
当风向发生变化时，风向标将检测到风机与主风向之间的偏差，控制器将控制偏航驱动装置转动机舱对准主风向。
偏航系统主要包括2个偏航驱动机构、一个经特殊设计的带内齿圈的四点接触球轴承、偏航保护以及一套偏航刹车机构组成。
偏航驱动机构包括1个偏航电机，1个减速比为1590的4级行星减速齿轮箱、一个用于调整啮合间隙的偏心盘和1个齿数为14的偏航小齿轮。
偏航刹车分为两部分。
一为与偏航电机轴直接相连的电磁刹车；另一为液压闸，与液压系统连接，当风机需要偏航时，泄油松闸，偏航开始；当风机对风时，压力油进入偏航刹车体，偏航刹车动，偏航结束。
在偏航刹车时，由液压系统提供约120~140bar的压力，使与刹车闸液压缸相连的刹车片紧压在刹车盘上，提供制动力。
偏航时，液压释放但保持15~30bar的余压，这样，偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，大大减少风机在偏航过程中的冲击载荷使齿轮破坏。
偏航系统见下图：1.偏航电机2.偏航减速器3.偏心盘4.螺栓M16×905.加厚垫片6.偏航小齿轮7.压板8.内六方螺钉M14×20 9.偏航轴承10.螺栓M20×75 11.垫片12.刹车固定块13.调整板14.垫板15.螺栓M20×210 16.垫片17.闸规18.偏航刹车盘2．偏航电机偏航电机是多极电机，转速有三种：0.75kw/935rpm、0.55KW/695rpm和0.37KW/450rpm，分别适用于风向变化频繁和主风向比较固定的情况。
偏航电机的电压等级为690V，内部绕组接线为星形。
电机的轴末端装有一个电磁刹车装置，用于在偏航停止时使电机锁定，从而将偏航传动锁定。
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新疆大学科学技术学院毕业论文（设计） 新疆大学科学技术学院 College of science ＆ technology Xinjiang University 学生毕业论文(设计)
题 目：风力发电机组偏航控制系统设计 新疆大学科学技术学院毕业论文（设计） 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：
使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 新疆大学科学技术学院毕业论文（设计） 作者签名： 日 期： 新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）
学位论文原创性声明
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。
作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。
作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 新疆大学科学技术学院毕业论文（设计） 新疆大学科学技术学院
学生毕业论文（设计）任务书
学生姓名 学号 专 业 电气工程及其自动化 班级 电气09-1 论文（设计）题目 风力发电机组偏航控制系统设计 论文（设计）来源 教师科研 要求完成的内容1.查阅相关资料，掌握风机发电机组的基本结构； 2.查阅相关资料，了解风力发电机组的偏航系统硬件结构及功能； 3.查阅相关资料，掌握偏航控制系统的几种流程； 4.掌握一种高级编程语言（如visual basic 6.0）； 5.编制对风偏航的控制程序； 6.完成毕业设计说明书一篇。 发题日期：2013年1月9日 完成日期：2013年5月30日
指导教师签名 新疆大学科学技术学院毕业论文（设计） 摘 要 长能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。风力发电作为一种可持续发展的新能源，不仅可以节约常规能源，而且减少环境污染，具有较好的经济效益和社会效益，越来越受到各国的重视。 由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点，风力发电机组是复杂多变量非线性不确定系统，因此，控制技术是机组安全高效运行的关键。偏航控制系统成为水平轴风力发电机组控制系统的重要组成部分。风力发电机组的偏航控制系统，主要分为两大类：被动迎风偏航系统和主动迎风系统。前者多用于小型的独立风力发电系统，由尾舵控制，风向改变时，被动对风。后者则多用大型并网型风力发电系统，由位于下风向的风向标发出的信号进行主动对风控制。本文设计是大型风力发电机组根据风速仪、风向标等传感器数据，对风、制动、开闸并确定起动，达到同步转速一段时间后，进行并网操作，开始发电。
关键词：风力发电机；风向标；偏航控制系统
ABSTRACT Energy, the environment is the development of human survival and the urgency of the problem to be solved. Wind power as a new source of energy for sustainable development, not only can save conventional energy sources, and reducing environmental pollution, good economic and social benefits, ever-increasing importance attached. As the wind with a low energy density, random and non-stability characteristics of wind turbine is complex and ever-changing amount of nonlinear uncertain systems, therefore, the control unit technology is the key to safe and efficient operation. Yaw control system as a horizontal axis wind turbine control system for an important part of. The wind turbine yaw control system is divided into two categories: passive and active yaw wind wind systems. In this paper, the design is based on large-scale wind turbine anemometer, wind vane, such as sensor data, on the wind, braking, and determine the starting gate opening to synchronous speed for some time, and network operations to begin power generation.
Key words: Wind turbine ；Wind vane；Yaw control system 新疆大学科学技术学院毕业论文（设计） 目录 1 绪论............................................................................................................................................... 1 1.1课题的背景和意义 ................................................................................................................ 1 1.2世界风力发电的发电 ............................................................................................................. 2 1.3国内风力发电的发展 ............................................................................................................. 2 1.4本课题主要任务 ..................................................................................................................... 3 2 风力发电机组系统构成及功能简介概述 ................................................................................... 4 2.1风力发电机的分类 ................................................................................................................. 4 2.2现代风机 ................................................................................................................................. 4 2.3风力发电机系统组成部分简介 ............................................................................................. 5 2.3.1风力机桨叶系统 ............................................................................................................... 5 2.3.2风力机齿轮箱系统 ........................................................................................................... 6 2.3.3发电机系统 ....................................................................................................................... 6 2.3.4偏航系统 ........................................................................................................................... 7 2.3.5解缆装置 ........................................................................................................................... 7 2.3.6刹车系统 ........................................................................................................................... 8 2.3.7塔架 ................................................................................................................................... 8 2.3.8控制系统 ........................................................................................................................... 8 3 偏航控制系统组成和原理 ......................................................................................................... 10 3.1偏航系统的组成 ................................................................................................................... 10 3.2偏航控制机构 ....................................................................................................................... 10 3.2.1风向传感器 ..................................................................................................................... 10 3.2.2偏航控制器 ..................................................................................................................... 12 3.2.3解缆传感器 ..................................................................................................................... 12 3.3偏航驱动机构 ....................................................................................................................... 12 3.3.1偏航轴承 ......................................................................................................................... 13 3.3.2偏航驱动装置 ................................................................................................................. 14 3.3.3偏航制动器 ..................................................................................................................... 15 3.4偏航控制系统的功能及原理 ............................................................................................... 16 3.4.1偏航控制系统的功能 ..................................................................................................... 16 3.4.2偏航控制原理 ................................................................................................................. 17 4 偏航控制系统设计及结果分析 ................................................................................................. 19 4.1 Vb结构和功能 ..................................................................................................................... 19 4.1.1 Visual basic6.0简介： .................................................................................................... 19 4.1.2 Visual Basic6.0的开发环境 ........................................................................................... 19 4.1.3 VB主要功能和特点： .................................................................................................. 20 4.2偏航过程 ............................................................................................................................... 20 4.3控制软件流程图 ................................................................................................................... 21 4.4 Vb编程设计 ......................................................................................................................... 25 4.5结论与分析 ........................................................................................................................... 26