兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組變槳距控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

【摘要】：由于石油資源的日益枯竭和人類(lèi)對(duì)全球環(huán)境惡化的倍加關(guān)注,風(fēng)能作為可再生綠色能源以其突出的優(yōu)點(diǎn)成為全世界普遍重視的能源。風(fēng)能開(kāi)發(fā)的重要性已無(wú)可爭(zhēng)辯,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也隨之得到迅猛發(fā)展。而進(jìn)行大規(guī)模風(fēng)能開(kāi)發(fā)首先必須解決一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,其中,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳距控制是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的控制問(wèn)題,對(duì)其進(jìn)行深入研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文以“兆瓦級(jí)(2MW)直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)”項(xiàng)目研究為依托,提出了一種以ARM嵌入式系統(tǒng)為平臺(tái)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。首先通過(guò)研究風(fēng)力機(jī)槳葉的空氣動(dòng)力學(xué)基本理論,得出變槳距控制的理論基礎(chǔ),分析了變槳距控制的基本規(guī)律。然后研究和分析了直驅(qū)型兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其控制系統(tǒng)和變槳距控制策略,在設(shè)計(jì)變槳距控制器的控制策略時(shí),將視角由常規(guī)的風(fēng)機(jī)、風(fēng)況局部環(huán)境擴(kuò)展到含風(fēng)機(jī)、風(fēng)況、風(fēng)電場(chǎng)、大電網(wǎng)等的廣域環(huán)境。設(shè)計(jì)了變槳距控制系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu),并著重研究了變槳距控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)。同時(shí)詳細(xì)設(shè)計(jì)了變槳距控制系統(tǒng)的軟硬件模塊,實(shí)現(xiàn)了變槳距控制系統(tǒng)的基本功能。最后,通過(guò)搭建基于ARM+Linux+PC的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳距控制器軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證了論文所設(shè)計(jì)變槳距控制系統(tǒng)的可實(shí)現(xiàn)性,在該平臺(tái)基礎(chǔ)上基本實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制風(fēng)電機(jī)葉片槳距角的功能,對(duì)特殊情況下的緊急停機(jī)、一般情況下的機(jī)組的初始化、切入風(fēng)速以下的啟動(dòng)變槳、發(fā)電狀態(tài)下的變槳和正常停機(jī)等各項(xiàng)工況經(jīng)過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)均得到了比較滿(mǎn)意的控制效果。 本文詳細(xì)介紹和對(duì)比了國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究和應(yīng)用情況,提出了一種以ARM嵌入式系統(tǒng)為平臺(tái)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變槳距控制器的設(shè)計(jì)方案,對(duì)風(fēng)力發(fā)電變槳距控制系統(tǒng)進(jìn)行了較為全面的從仿真到實(shí)驗(yàn)、從理論到實(shí)踐的深入研究,為今后的進(jìn)一步研究奠定了一定的基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 變槳距控制 ARM Linux
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TK83
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題的背景8-9
• 1.2 風(fēng)電發(fā)展綜述9-11
• 1.2.1 世界風(fēng)電發(fā)展概況9-10
• 1.2.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展10-11
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)11-14
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外風(fēng)機(jī)控制技術(shù)研究概況11-12
• 1.3.2 定槳距控制與變槳距控制的比較12-13
• 1.3.3 國(guó)內(nèi)外風(fēng)機(jī)控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 第2章 風(fēng)力機(jī)變槳距控制理論研究15-25
• 2.1 風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)15-20
• 2.1.1 風(fēng)速特性15-16
• 2.1.2 風(fēng)力機(jī)槳葉的氣動(dòng)力16-18
• 2.1.3 風(fēng)力機(jī)的功率與風(fēng)能利用系數(shù)18-20
• 2.2 變槳距風(fēng)力機(jī)基本控制策略20-21
• 2.3 變槳距控制技術(shù)分析21-23
• 2.4 獨(dú)立變槳距電動(dòng)伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組變槳距控制設(shè)計(jì)25-39
• 3.1 兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2 兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)及軟硬件模塊分析26-31
• 3.2.1 系統(tǒng)組成26-27
• 3.2.2 主控制系統(tǒng)27-28
• 3.2.3 偏航控制系統(tǒng)28-29
• 3.2.4 變頻器控制系統(tǒng)29
• 3.2.5 變槳距控制系統(tǒng)29-31
• 3.3 兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳距控制策略研究31-33
• 3.3.1 風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)31-32
• 3.3.2 控制策略32-33
• 3.4 兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)33-38
• 3.4.1 變槳距系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)33-34
• 3.4.2 變槳距控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)34-36
• 3.4.3 變槳距系統(tǒng)中的伺服控制系統(tǒng)36-37
• 3.4.4 變槳距控制軟件設(shè)計(jì)37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距控制器實(shí)現(xiàn)39-58
• 4.1 變槳距控制器硬件實(shí)現(xiàn)39-42
• 4.1.1 總體結(jié)構(gòu)39
• 4.1.2 嵌入式控制器39-41
• 4.1.3 伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)41-42
• 4.2 變槳距控制器軟件實(shí)現(xiàn)42-46
• 4.2.1 總體結(jié)構(gòu)42-43
• 4.2.2 風(fēng)速與槳距角關(guān)系模塊實(shí)現(xiàn)43
• 4.2.3 風(fēng)速與變槳電機(jī)轉(zhuǎn)速模塊實(shí)現(xiàn)43-44
• 4.2.4 變槳電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向模塊實(shí)現(xiàn)44-45
• 4.2.5 驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)45-46
• 4.3 變槳距控制器仿真實(shí)驗(yàn)46-57
• 4.3.1 開(kāi)發(fā)平臺(tái)46-47
• 4.3.2 ARM板開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立47-49
• 4.3.3 Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立49-53
• 4.3.4 實(shí)驗(yàn)分析53-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第5章 總結(jié)與展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 致謝62-63
• 附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表的論文63-64
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目情況64

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

風(fēng)力發(fā)電機(jī)、變流器及其低電壓穿越概述    趙棟利;胡書(shū)舉;趙斌;許洪華;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)及風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)綜述    劉細(xì)平;林鶴云;

基于CAN總線(xiàn)通訊的變槳距風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)    曹冬宇;柴建云;李永東;伍小杰;

風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀、發(fā)展前景及市場(chǎng)分析    易躍春

兆瓦級(jí)直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    宋文娟;王輝;劉紅燕;

風(fēng)力機(jī)異步變槳的初步研究    吳永忠;蘇志勇;張麗娜;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制中光電編碼器接口電路設(shè)計(jì)    李非昊;王湛;

風(fēng)力機(jī)電動(dòng)變槳伺服系統(tǒng)的控制    容旭巍;汪至中;荊龍;

兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電動(dòng)變槳距控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    劉林;麥云飛;寧李譜;

大型風(fēng)電機(jī)組偏航和變槳距控制系統(tǒng)研究    高文元;褚金;井明波;祝振敏;

基于ARM新型GPRS GPS車(chē)載監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)    邵于寧;胡剛;陳雪平;

變電站光伏直流系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    林航;陳曉明;

基于嵌入式系統(tǒng)的CAN總線(xiàn)汽車(chē)組合儀表的研究    張海清;陳永煌;朱暉;

沈陽(yáng)地區(qū)待建風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量定量預(yù)報(bào)方法研究    姜曉艷;張菁;明祥;臧俏冰;于萬(wàn)軍;姜淼;

適用于農(nóng)網(wǎng)的中小功率風(fēng)力發(fā)電電源研究    汪洋;成立;

家用太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)    龍維緒;王志剛;劉祖明;廖華;

風(fēng)輪機(jī)特性的模擬    荊龍;王昕;汪至中;

變速恒頻雙饋異步發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)    劉尹霞;劉峰;

利用ARM片內(nèi)FLASH的射頻卡考勤系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理    李理;

基于分析建模方法的變槳距風(fēng)力機(jī)靜態(tài)特性數(shù)學(xué)模型    陳秋良;

我國(guó)高原地區(qū)風(fēng)力發(fā)電研究    繆江豫;邢瑞鵬;

風(fēng)力發(fā)電與抽水蓄能匹配的探討    張?zhí)m丁;吳征;

自抗擾控制技術(shù)在變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用    周雪松;李超;馬幼捷;李季;于陽(yáng);

積分模糊滑?？刂圃谧兯亠L(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用    楊錫運(yùn);劉欣然;

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變速恒頻風(fēng)機(jī)變槳距控制    劉青松;岳晉萍;

風(fēng)力發(fā)電之轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的研究    莫顯聰;

基于bladed軟件的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組穩(wěn)態(tài)風(fēng)性能曲線(xiàn)研究    陸曄;滕蓓;祁恩榮;

基于ARM7的火災(zāi)顯示盤(pán)設(shè)計(jì)    周佳雯;

中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜述    秦明;張坤;郭靖;

風(fēng)電葉片用環(huán)氧樹(shù)脂/玻璃纖維復(fù)合材料性能研究    馮學(xué)斌;彭超義;周娟;郭俊;梁鵬程;胡杰樺;

無(wú)刷雙饋電機(jī)建模及智能控制策略研究    邵宗凱

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障特性與保護(hù)技術(shù)研究    撖奧洋

風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的分析、控制與優(yōu)化方法研究    吳定會(huì)

浮力擺式波浪能發(fā)電裝置關(guān)鍵技術(shù)研究    張大海

中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)融資問(wèn)題研究    張伯松

大型風(fēng)電機(jī)組變槳距控制策略研究    王哲

永磁式直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組控制技術(shù)研究    劉穎明

雙饋風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制研究    井艷軍

變速恒頻無(wú)刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究    金石

大型風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究    馬志勇

基于嵌入式系統(tǒng)的CAN總線(xiàn)汽車(chē)組合儀表的研究    張海清

用于礦燈充電的獨(dú)立光伏系統(tǒng)研究    毛娟

基于S3C44BOX的工業(yè)用煤成份分析儀研究    徐航

海上浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷及結(jié)構(gòu)性能研究    黃俊

基于GPS/DR和GSM的車(chē)輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    張文乾

海上風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)性能分析研究    龐文彥

風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航控制系統(tǒng)的研究    金長(zhǎng)生

大型風(fēng)力機(jī)葉片的外形設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬分析    魏義利

風(fēng)力發(fā)電新型偏航驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)與研究    陶磊

基于DSP的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)研究    王增國(guó)

變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)應(yīng)對(duì)電網(wǎng)故障的保護(hù)電路分析    胡書(shū)舉;李建林;許洪華;

并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展    耿華;楊耕;崔揚(yáng);梁之龍;

PLC在大型風(fēng)力機(jī)變槳距系統(tǒng)中的應(yīng)用    張雷;鄂春良;李海東;

海上風(fēng)電柔性直流輸電及變流器技術(shù)研究    王志新;李響;艾芊;解大;

幾種適合變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)方式對(duì)比分析    李建林;趙棟利;李亞西;許洪華;

變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)交流勵(lì)磁綜述    伍小杰,柴建云,王祥珩

雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低壓穿越運(yùn)行與控制    胡家兵;賀益康;

風(fēng)力發(fā)電低電壓穿越技術(shù)綜述    張興;張龍?jiān)?楊淑英;余勇;曹仁賢;

風(fēng)力發(fā)電用電壓跌落發(fā)生器研究綜述    胡書(shū)舉;李建林;梁亮;許洪華;

永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)變流器拓?fù)浞治?nbsp;   胡書(shū)舉;李建林;許洪華;

    李善同　何建武　李笑蓉

復(fù)合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    任光法

主動(dòng)磁力軸承的模糊PID控制    湯玲

MW級(jí)風(fēng)力機(jī)變槳距機(jī)構(gòu)的虛擬設(shè)計(jì)與仿真    高文元;孫濤;王加偉;王現(xiàn)青;馬小英;

變速恒頻風(fēng)力機(jī)槳葉電液比例控制系統(tǒng)研究    戴赟;王志新;朱亦帆;

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距控制仿真研究    楊曉紅;葛海濤;

自抗擾控制技術(shù)在風(fēng)電變槳控制系統(tǒng)中的應(yīng)用    郭峰;白焰;

基于遺傳算法PID的風(fēng)力機(jī)變槳距系統(tǒng)電液伺服控制    于振燕;張瑋;張立強(qiáng);

電液比例變槳距風(fēng)力機(jī)節(jié)距角變化率研究    林勇剛;李偉;崔寶玲;劉宏偉;

基于LQR方法的風(fēng)電機(jī)組變槳距控制的動(dòng)態(tài)建模與仿真分析    張雷;李海東;李建林;鄂春良;付勛波;

大型風(fēng)電機(jī)組變槳距控制技術(shù)的研究    張憲平;

基于Bladed的電液比例變槳距風(fēng)力機(jī)半物理仿真平臺(tái)    陳曉波;林勇剛;李偉;

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變槳距智能控制    姚興佳;溫和煦;鄧英;

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變速恒頻風(fēng)機(jī)變槳距控制    劉青松;岳晉萍;

變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的PID控制器設(shè)計(jì)    張維新;郝雅楠;

1．5MW雙饋式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)技術(shù)介紹    張大同;

自抗擾控制技術(shù)在變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用    周雪松;李超;馬幼捷;李季;于陽(yáng);

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的槳距角滑模變結(jié)構(gòu)控制    楊錫運(yùn);劉欣然;

風(fēng)力發(fā)電變槳矩機(jī)構(gòu)的改進(jìn)模型研究    陳建偉;葉林;

基于執(zhí)行依賴(lài)啟發(fā)式動(dòng)態(tài)規(guī)劃的風(fēng)機(jī)變槳控制    安連友;廖碧蓮;宋紹劍;林小峰;

風(fēng)力發(fā)電中液壓系統(tǒng)的應(yīng)用概述    賈福強(qiáng);高英杰;楊育林;崔筱;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的智能控制仿真研究    胡林靜;席東民;王永蘭;

雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最大風(fēng)能捕獲控制方法研究    謝樺;張德宏;

我國(guó)最大容量風(fēng)機(jī)在青下線(xiàn)    本報(bào)記者 林剛

在產(chǎn)業(yè)鏈上延伸企業(yè)成長(zhǎng)價(jià)值    張銘

大型風(fēng)電機(jī)組變槳距控制策略研究    王哲

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獨(dú)立變槳距控制策略研究    張純明

大型變槳距直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)建模與控制策略研究    戴巨川

液壓型風(fēng)電機(jī)組閥控液壓馬達(dá)變槳距控制理論與實(shí)驗(yàn)研究    李昊

兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)控制技術(shù)研究    郭洪澈

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建模與變槳距控制研究    高峰

大型風(fēng)力機(jī)變槳距控制技術(shù)研究    林勇剛

大型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制算法研究    葉杭冶

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的智能控制研究    張新房

水平軸海流能發(fā)電機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)研究    劉宏偉

兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組獨(dú)立變槳距機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析    甄海華

3MW風(fēng)機(jī)變槳距驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)    安占國(guó)

風(fēng)電機(jī)組智能變槳距控制及優(yōu)化研究    李朝霞

電網(wǎng)友好型機(jī)組變槳距控制技術(shù)研究    敬章龍

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的獨(dú)立變槳距控制技術(shù)研究    馬佳

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變速變槳距控制研究    羅敏

風(fēng)電機(jī)組變槳距實(shí)驗(yàn)平臺(tái)數(shù)字物理混合設(shè)計(jì)及仿真    楊先有

風(fēng)力發(fā)電機(jī)電動(dòng)變槳距控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究    吉小康

大型風(fēng)電機(jī)組變槳距無(wú)模型控制研究    孫成豐

兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組變槳距控制系統(tǒng)的研究    姜海全