【正文】 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源越來越受到人們的重視，風(fēng)力發(fā)電也逐漸成為了時(shí)下的朝陽產(chǎn)業(yè)。本論文詳細(xì)闡明了小型獨(dú)立風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)和電能的變換及繼電控制電路做了深入的研究。本文提出的解決方案為，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組帶動(dòng)單相交流發(fā)電機(jī)，然后通過 AC—DC—AC 變換為用戶需要的標(biāo)準(zhǔn)交流電，并且考慮到風(fēng)力的不穩(wěn)定性，在系統(tǒng)中并入蓄電池組，通過控制電路的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制，保證系統(tǒng)在風(fēng)能充足時(shí)可蓄能，在風(fēng)能不充足時(shí)亦可為負(fù)載供電。系統(tǒng)的運(yùn)行狀況采用繼電控制電路監(jiān)控和切換。本論文的重點(diǎn)在于繼點(diǎn)控制電路的設(shè)計(jì)，并對(duì)各種不同風(fēng)力情況下系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行了全面而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?，最后電氣控制部分進(jìn)行了系統(tǒng)仿真。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；整流——逆變；繼電控制湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘要 ............................................................................................................................................1目 錄 ........................................................................................................................................2引 言 ........................................................................................................................................4第一章 緒論 ..............................................................................................................................4 風(fēng)力發(fā)電概述 .....................................................................................................................5 風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀與展望 ...................................................................................5 風(fēng)力發(fā)電的原理和特點(diǎn) ...............................................................................6 論文系統(tǒng)概述 .....................................................................................................................6第二章 風(fēng)力機(jī)原理及其結(jié)構(gòu) ..................................................................................................8 風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)原理 .............................................................................................................8 風(fēng)力機(jī)的主要部件 .............................................................................................................8 風(fēng)力機(jī)的功率 .....................................................................................................................9第三章 電氣設(shè)計(jì)部分 ............................................................................................................10 發(fā)電機(jī) ...............................................................................................................................10 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理及電路圖 .............................................................10 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作原理 .............................................................................11 整流部分 ...........................................................................................................................12 電路圖和工作原理 .....................................................................................13 參數(shù)選擇 .....................................................................................................15 蓄電池 ...............................................................................................................................16 蓄電池的性能 .............................................................................................16 充放電保護(hù)電路 .........................................................................................17圖 38 充放電保護(hù)電路 .......................................................................................17 蓄電池組供電控制設(shè)計(jì) .............................................................................18 逆變電路 ...........................................................................................................................18 逆變電路及其工作原理 .............................................................................18 IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路 ........................................................................................19結(jié) 論 ......................................................................................................................................22參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................23湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)致 謝 ......................................................................................................................................24湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)引 言隨著世界工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，使得能源消耗逐漸增加，全球工業(yè)有害物質(zhì)的排放量與日俱增，從而造成氣候異常、災(zāi)害增多、惡性疾病的多發(fā)，因此，能源和環(huán)境問題成為當(dāng)今世界所面臨的兩大重要課題。由能源問題引發(fā)的危機(jī)以及日益突出的環(huán)境問題，使人們認(rèn)識(shí)到開發(fā)清潔的可再生能源是保護(hù)生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的客觀需要?？梢哉f，對(duì)風(fēng)力發(fā)電的研究和進(jìn)行這方面的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們從事風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的同學(xué)是有著十分重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義的，也是十分有必要的湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章 緒論風(fēng)能是一種清潔的、儲(chǔ)量極為豐富的可再生能源，它和存在于自然界的礦物質(zhì)燃料能源，如煤、石油、天然氣等不同，它不會(huì)隨著其本身的轉(zhuǎn)化和利用而減少，因此可以說是一種取之不盡、用之不竭的能源。而礦物質(zhì)燃料儲(chǔ)量有限，正在日趨減少，況且其帶來的嚴(yán)重的污染問題和溫室效應(yīng)正越來越困擾著人們。因此風(fēng)力發(fā)電正越來越引起人們的關(guān)注。 風(fēng)力發(fā)電概述 風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀與展望全球風(fēng)能資源極為豐富，技術(shù)上可以利用的資源總量估計(jì)約 53106 億 kWh /年。作為可再生的清潔能源，受到世界各國的高度重視。近 20 年來風(fēng)電技術(shù)有了巨大的進(jìn)步，發(fā)展速度驚人。而風(fēng)能售價(jià)也已能為電力用戶所承受：一些美國的電力公司提供給客戶的風(fēng)電優(yōu)惠售價(jià)已達(dá)到 2～ 美分/kWh，此售價(jià)使得美國家庭有 25%的電力可以通過購買風(fēng)電獲得。2022 年歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)和綠色和平組織簽署了《風(fēng)力 12——關(guān)于 2020 年風(fēng)電達(dá)到世界電力總量的 12%的藍(lán)圖》的報(bào)告， “風(fēng)力 12%”的藍(lán)圖展示出風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為解決世界能源問題的不可或缺的重要力量。按照風(fēng)電目前的發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì) 2022～2022 年期間裝機(jī)容量增長(zhǎng)率為 20%，以后到 2022 年期間為 15%，2022～2020 年期間為 10%。其推算的結(jié)果2022 年風(fēng)電裝機(jī) 億 KW，風(fēng)電電量 104 億 kWh，2020 年風(fēng)電裝機(jī) 億 KW，風(fēng)電電量 104 億 kWh，占當(dāng)時(shí)世界總電消費(fèi)量 104 億 kWh 的 %。世界風(fēng)電發(fā)展有如下特點(diǎn)：（1）風(fēng)電單機(jī)容量不斷擴(kuò)大。風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)沿著增大單機(jī)容量、提高轉(zhuǎn)換效率的方向發(fā)展。風(fēng)機(jī)的單機(jī)容量已從 600KW 發(fā)展到 2022～5000KW,如德國在北海和易北河口已批量安裝了單機(jī) 5000KW 的風(fēng)機(jī),丹麥已批量建設(shè)了單機(jī)容量 2022～2200KW 的風(fēng)機(jī)。新的風(fēng)電機(jī)組葉片設(shè)計(jì)和制造廣泛采用了新技術(shù)和新材料，有效地改善并提高了風(fēng)力發(fā)電總體設(shè)計(jì)能力和水平。另外,可變槳翼和雙饋電機(jī)的采用,使機(jī)組更能適應(yīng)風(fēng)速的變化, 大大提高了效率。最近,又發(fā)展了無齒風(fēng)機(jī)等,進(jìn)一步提高了安全性和效率。湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（2）風(fēng)電制造企業(yè)集中度較高。目前，主要風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)集中在歐美國家，全世界風(fēng)電機(jī)組供應(yīng)商的前 10 位供應(yīng)了世界新增裝機(jī)容量的 90% 以上的份額，集中度比較高。近來，GE 風(fēng)能（GE Wind Energy） 、德國 REpower（REpower Systems AG）和三菱重工（MHI）的市場(chǎng)份額提高迅速。 （3）風(fēng)電電價(jià)快速下降。由于新技術(shù)的運(yùn)用，風(fēng)電的電價(jià)呈快速下降趨勢(shì)，且日益接近燃煤發(fā)電的成本。以美國為例，風(fēng)電機(jī)組的造價(jià)和發(fā)電成本正逐年降低，達(dá)到可與常規(guī)發(fā)電設(shè)備不相上下的水平。有關(guān)專家預(yù)測(cè)，世界風(fēng)力發(fā)電能力每增加一倍，成本就下降 15%。中國的風(fēng)能資源十分豐富。根據(jù)全國 900 多個(gè)氣象站的觀測(cè)資料進(jìn)行估計(jì)，中國陸地風(fēng)能資源總儲(chǔ)量約 億 KW，其中可開發(fā)的風(fēng)能儲(chǔ)量為 億 KW，而海上的風(fēng)能儲(chǔ)量有 億 KW，總計(jì)為 10 億 KW。我國的風(fēng)電開發(fā)起步較晚，大體分為三個(gè)階段。 第一階段是 1986～1990 年我國并網(wǎng)風(fēng)電項(xiàng)目的探索和示范階段。其特點(diǎn)是項(xiàng)目規(guī)模小，單機(jī)容量小，最大單機(jī) 200KW，總裝機(jī)容量 千 KW。 第二階段是 1991～1995 年示范項(xiàng)目取得成效并逐步推廣階段。共建 5 個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，安裝風(fēng)機(jī) 131 臺(tái)，裝機(jī)容量 萬 KW，最大單機(jī) 500KW。第三階段是 1996 年后擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模階段。其特點(diǎn)是項(xiàng)目規(guī)模和裝機(jī)容量較大，發(fā)展速度較快，平均年新增裝機(jī)容量 萬 KW，最大單機(jī)容量達(dá)到 1300KW。隨著風(fēng)電技術(shù)的日趨成熟和電力規(guī)模的擴(kuò)大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率在向大型化方向發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電這一朝陽產(chǎn)業(yè)必將蓬勃發(fā)展，成為將來能源供給的支柱產(chǎn)業(yè)！ 風(fēng)力發(fā)電的原理和特點(diǎn)風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能來發(fā)電，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械。風(fēng)輪是風(fēng)電機(jī)組最主要的部件，