離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)電能參數(shù)監(jiān)測裝置的研制(已修改)
2025-06-04 18:32 本頁面
【正文】 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)電能參數(shù)監(jiān)測裝置的研制 董 薇 韓 冰 鐘 偉（臨朐縣供電公司，山東省臨朐彌河路4號(hào)，262600） 摘要：本論文所開發(fā)的離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)電能參數(shù)監(jiān)測裝置以ATMEL最新的8位單片AT89S52單片機(jī)為核心，采用了交流數(shù)字采樣計(jì)算技術(shù)，以軟件代替了傳統(tǒng)儀器中的大量硬件，將多種測量功能集于一身，用一臺(tái)儀器就可以測量電流、電壓、有效值、功效因數(shù)、風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)。文中論述了該電參數(shù)測量儀的工作原理，硬件采用了STD總線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)模塊化，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了整個(gè)裝置的軟硬件開發(fā)過程。關(guān)鍵詞：單片機(jī) 電參數(shù)測量 交流采樣緒 論 本課題研究的任務(wù)主要是針對(duì)離網(wǎng)型發(fā)電機(jī)，在研究電能參數(shù)及測量方法的基礎(chǔ)上，開發(fā)對(duì)電參數(shù)測試的智能化儀器。 主要工作包括：（1） 研究電能參數(shù)與風(fēng)參數(shù)的監(jiān)測方法。（2） 設(shè)計(jì)電能參數(shù)監(jiān)測裝置的軟硬件系統(tǒng)，硬件設(shè)計(jì)需具有總線式、模塊化功能，軟件設(shè)計(jì)需實(shí)現(xiàn)模塊化，便于調(diào)試。（3） 實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流、有功功效、功效因數(shù)及風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。（4） 具有良好的人機(jī)接口。 基本參數(shù)的測量 各電氣量參數(shù)的計(jì)算公式要實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣量的精確測量，必須要保證足夠的采樣頻率。由于本裝置CPU采用的是單片機(jī)，采樣頻率定為每個(gè)工頻周期內(nèi)采樣24點(diǎn)。按照誤差計(jì)算公式可以得到24點(diǎn)采樣的裁斷誤差為采用數(shù)字化方法，就要對(duì)電氣量進(jìn)行離散化采樣，一般是進(jìn)行等間隔采樣，得到離散化序列則各個(gè)參數(shù)的計(jì)算式為三相總的有功功率：現(xiàn)在功率：功率因數(shù)： 風(fēng)速、風(fēng)向的測量 風(fēng)速和風(fēng)杯轉(zhuǎn)速的關(guān)系可由風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)得出式中：為有阻力矩所決定的常數(shù)，數(shù)值上等于起動(dòng)風(fēng)速，:；為風(fēng)速表系數(shù)，它與風(fēng)杯的結(jié)構(gòu)和大小有關(guān)；是一個(gè)很小的系數(shù)，,表明風(fēng)速與風(fēng)杯并不成嚴(yán)格的線性關(guān)系； 為單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)杯的轉(zhuǎn)數(shù)。 在測得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓、電流并計(jì)算出功率和當(dāng)時(shí)的風(fēng)速后，即可通過計(jì)算繪制特性曲線。測試標(biāo)準(zhǔn)要求機(jī)組正常工作時(shí)，在切入風(fēng)速至切出風(fēng)速的整個(gè)范圍內(nèi)，由計(jì)算機(jī)同步采集風(fēng)速，輸出電功率（考慮設(shè)備的成本溫度、大氣壓用一般儀表人工讀數(shù)）。采樣頻率不小于每秒一次，平均周期不小于30s，不大于60s。為了對(duì)不同條件地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能進(jìn)行有效的對(duì)比，要對(duì)實(shí)測的性能參數(shù)進(jìn)行修正，反映在標(biāo)準(zhǔn)條件（海平面15℃）下的工作狀態(tài)，即利用所測大氣壓P、氣溫T計(jì)算實(shí)驗(yàn)大氣密度。通過下述公式對(duì)每一區(qū)間內(nèi)輸出功率進(jìn)行修正Ps——已經(jīng)按標(biāo)準(zhǔn)條件修正過的風(fēng)機(jī)輸出功率，W；
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