【正文】 .............................................. 11 風向的測量 .............................................................................................. 12 偏航保護 ............................................................................................................. 13 電路設計 .............................................................................................................. 13 本章小結 ............................................................................................................. 13 第 4 章 偏航系統(tǒng)控制編程 .......................................................................................... 14 程序本體流程 ..................................................................................................... 14 人工偏航控制 ..................................................................................................... 16 偏航解纜程序設計 ............................................................................................... 16 解纜程序設計思想 ......................................................................................... 16 自動解纜子程序 ............................................................................................ 18 自動對風控制 ...................................................................................................... 19 自動對風程序設計思想 ................................................................................ 19 模擬量輸入的轉換 ......................................................................................... 20 自動對風子程序 ............................................................................................ 21 4. 5 風機自啟動 ......................................................................................................... 22 主程序設計 ......................................................................................................... 22 本章小結 ............................................................................................................. 23 第 5 章 偏航實驗 .......................................................................................................... 24 實驗構成 .............................................................................................................. 24 實驗過程 .............................................................................................................. 25 實驗結果與分析 ................................................................................................... 25 實驗結果 ...................................................................................................... 25 實驗分析 ...................................................................................................... 27 第 6 章 總結 ................................................................................................................. 28 參考文獻 ....................................................................................................................... 29 致謝 .............................................................................................................................. 31 附錄 .............................................................................................................................. 32 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 緒論 開發(fā)利用風力發(fā)電的動因 人類經濟的發(fā)展 與能源的開發(fā)和利用 密不可分，每一次新型能源的開發(fā)利用都使社會 發(fā)展產生一次 質的飛躍 。 在當今社會，世界能源結構也正在發(fā)生著重大的變化 ，即由礦物能源系統(tǒng)向以可再生能源為基礎的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉變。 以太陽能、風能、海洋能、生物質能、地熱能等的可再生能源得到社會的廣泛重視。在在這幾個 能源中， 風力發(fā)電無疑在應用、經濟和商業(yè)化方面都最具潛力。風 電作為一種 新型的清潔能源，其優(yōu)勢得到越來越多的人認可 。風力發(fā)電的優(yōu)越性可歸納為四 點 ： （ 1）風力發(fā)電技術安全可靠且經濟性高。隨著設備的改善，風力發(fā)電機組的單機容量與發(fā)電質量不斷提高，這使得風電成本下降，考慮到環(huán)保、交通等因素，風電經濟性逐步優(yōu)于火電。 （ 2）風力發(fā)電是清潔能源。順著全球變暖，人居環(huán)境不斷惡化。各國都在尋找可替代一次能源的新型環(huán)保能源。而風電機組在發(fā)電過程中，不會對環(huán)境造成污染。相對于火電和核電更為環(huán)保。 （ 3） 風電建筑用地 占地少。塔筒與監(jiān)控、變電建筑僅占風電場約 1%的土地，其余 99%的場地可供農、林、牧使用。 （ 4） 風力發(fā)電場建設周期短。 相對于其他常規(guī)能源如：煤電、水電、核電等動輒數(shù)年的建設周期，風電的 單臺 風電機組 安裝 只用兩三個星期 ， 并可同時多臺安裝 。建設一個風力發(fā)電場，從土建、安裝到投產，只需半年至一年時間 [1 ]。 由此可見， 風力發(fā)電技術 具有 良好 的經濟效益和社會效益， 它 的發(fā)展受到 全世界各國的高度關注 。 風力發(fā)電技術的研究極為迅猛 ，單機容量從最初的數(shù)十千瓦級發(fā)展到兆瓦級 ； 控制方式從 基本單一的 定槳距失速控制向全槳葉變距和變速控制發(fā)展 ，其趨勢將向智能型發(fā)電機組發(fā)展 ； 運行可靠性從 1980 年左右 的 50%，提高到 98%以上 ， 且在風 場 運作 的 風電機組都可 實現(xiàn)集中控制和遠程控制 ； 從今后的發(fā)展其實來看風電場將從內陸移到海上，這使其 發(fā)展空間變得更為廣闊 [2]。 風力發(fā)電現(xiàn)狀 世界風力發(fā)電現(xiàn)狀 （ 1）世界風電工業(yè)高速發(fā)展 盡管 20xx 年全球經濟低迷，但風能發(fā)展卻保持良好勢頭。根據(jù)風能理事會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示： 20xx 年全球新增風電裝機容量達 40564MW； 新增容量是全球累沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 2 計風電裝機達到 237669MW。 目前，已有 48 個國家頒布了支持可再生能源發(fā)展的相關法律法規(guī)，政策法規(guī)對風電發(fā)展起到了至關重要的作用。 以下為 20xx 年 世界風電 新增裝機容量 前 10 位的國家。 可以看出，年新增裝機容量超過 1GW 的國家達到 8 個。 我國 的裝機容量較 20xx 年的 18GW 有所下降 [3]。 表 11 截止到 20xx 年世界新增風電裝機容量最多的 10 個國家 排名 國家 裝機容量（ MW） 排名 國家 裝機容量（ MW） 1 中國 17631 6 加拿大 1267 2 美國 6810 7 西班牙 1050 3 印度 3019 8 意大利 950 4 德國 2086 9 法國 830 5 英國 1293 10 瑞典 763 （ 2）風電成本逐年降低 風力發(fā)電的成本在過去 5 年中已下降了 20%。當每千瓦裝機成本為 700 歐元且 平均風速 為 7m/s 的地區(qū) ，風電 便可 與 火電、煤電相 競爭。根據(jù)丹麥 RIS 國家研究實驗室對安裝在丹麥的風電機組所進行的評估，從 1981～ 20xx 年間，風電成本由 歐分 /kWh下降到 歐分 /kWh，預計 20xx 年度電成本下降至 3 歐分 /kWh， 2020 年降低至 歐分 /kWh[4]。 （ 3）海上風電悄然興起 近年來，近海風電技術逐步成為風電領域新的研究與應用的熱點。由于海上具有風能豐富、地域平坦寬廣等特點，海上風電場的多兆瓦級風電機組商業(yè)化運行是風 能領域的新的發(fā)展趨勢。包括瑞典、丹麥、荷蘭和英國在內的西方國家已率先對近海風電技術進行了研究。到 20xx 年末， 圍繞歐洲海岸線，海上風電總裝機 600MW。位于丹麥南海岸的 Nysted風電場 目前 是世界上最大的海上風電場 ，其 容量為 ，由 72 臺 海上風電機組組成， 并 于 20xx 年 12月開始發(fā)電。預計到 20xx 年，歐洲海上風電的裝機容量將達到 10000MW。 中國風力發(fā)電現(xiàn)狀 我國風能資源比較豐富， 目前我國已經探明的風能儲量約為 3226GW,其中可利用風能約為 253GW,主要分布在西北、華北和東北的草原和戈壁以及東部和東南沿海及島嶼上。 在我國風力資源較豐富的邊遠、無電、缺電地區(qū)適合發(fā)展中小型獨立運行的風電系統(tǒng)，以解決這些地區(qū)的生活用電和部分生產用電；在風力沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 3 資源豐富的南方，電網(wǎng)通達的地區(qū)，應以 發(fā)展較大規(guī)模的并網(wǎng)風電系統(tǒng)為主，補充和部分替代常規(guī)能源，提高當?shù)氐沫h(huán)境質 量 [5]。 我國從 1770 年起開始進行并網(wǎng)型風力發(fā)電的實驗， 1996 年，國家計委實施了“乘風計劃”，開始引進大型風力發(fā)電機，建設大型風力發(fā)電場。我國目前是全球最大的風電市場 ,也是全球最大的風力發(fā)電機組生產基地。截至 20xx 年年底 ,中我國國內的風能裝機容量 2500 萬 kW，共建有 42 個風電場，分布在 13 個?。ㄊ?、自治區(qū)） 。在《全球風能展望 20xx》的所有預測情形中 ,中國都是風能產業(yè)增長最快的單一國家 ,該報告預計 ,中國國內的風電裝機容量在 2020 年將達到現(xiàn)在的十倍。 20xx 年一季度中國風力發(fā)電量大增。從國家能源局獲悉，今年一季度我國風力發(fā)電量達到 188 億 kW 時，增長 %，比同期火電、水電、核電增速高出 30 到 50 個百分點。中國政府目前公布的風電發(fā)展目標是 2025 年將達到 3000 萬 kW[6]。 風電的快速發(fā)展，與國家的政策扶持密不可分。“十一五”時期，我國陸續(xù)出臺了《可再生能源法》及《關于風電建設管理有關要求的通知》、《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》等一系列配套政策和實施細則，這些政策不僅為風電長遠發(fā)展提 供了法律保障、政策支持，也明