【正文】 “與”的功能在達(dá)到控制目標(biāo)方面可實(shí)現(xiàn)邏輯“或”結(jié)果。偏轉(zhuǎn)90度對(duì)風(fēng)控制：機(jī)組在大風(fēng)速或超轉(zhuǎn)速工作時(shí)→降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率→安全停機(jī)。接地保護(hù)：金屬部分均要實(shí)現(xiàn)保護(hù)接地。停機(jī)后待風(fēng)速降低到大風(fēng)開機(jī)風(fēng)速時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組又可自動(dòng)并入電網(wǎng)運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉尖閘除非在脫網(wǎng)瞬間、超速和斷電時(shí)釋放起平穩(wěn)剎車作用。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架內(nèi)的懸掛電纜只允許扭轉(zhuǎn)177。風(fēng)輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)給定的速度參考值調(diào)整節(jié)距角，進(jìn)行所謂的速度控制。 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中，風(fēng)輪機(jī)應(yīng)在轉(zhuǎn)速極限和功率極限內(nèi)追求在最佳Cp目標(biāo)曲線附近運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)把動(dòng)能轉(zhuǎn)換作為設(shè)計(jì)策略的重點(diǎn)加以規(guī)劃；當(dāng)達(dá)到轉(zhuǎn)速限值和功率標(biāo)稱值時(shí)，要及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使輸出功率平穩(wěn)。由圖中可見，對(duì)于同一個(gè)值風(fēng)輪機(jī)可能運(yùn)行在A和B兩個(gè)點(diǎn)，它們分別對(duì)應(yīng)于風(fēng)輪機(jī)的高風(fēng)速運(yùn)行區(qū)和低風(fēng)速運(yùn)行區(qū)，當(dāng)風(fēng)速發(fā)生變化時(shí)風(fēng)輪機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)將要發(fā)生變化。 定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制策略傳統(tǒng)概念的風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般都是上風(fēng)向、三葉片的風(fēng)輪機(jī)，通過齒輪增速箱來驅(qū)動(dòng)異步發(fā)電機(jī)，并與電網(wǎng)相連來發(fā)電的。定槳矩風(fēng)機(jī)的功角一般設(shè)定在0176。在額定風(fēng)速以下時(shí)，葉片攻角處于零度附近，此時(shí)葉片角度受控制環(huán)節(jié)精度的影響，變化范圍很小，可等同于定槳距風(fēng)機(jī)。風(fēng)速變化頻繁幅度大的狀況出現(xiàn)時(shí)將引起風(fēng)機(jī)槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作。這一調(diào)速系統(tǒng)與變槳距環(huán)節(jié)結(jié)合起來，就構(gòu)成了變速恒頻變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)特點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)負(fù)責(zé)控制和轉(zhuǎn)子電流相角。轉(zhuǎn)速控制器按一定的速度上升斜率給出速度參考值，變槳距系統(tǒng)根據(jù)給定的速度參考值，調(diào)整槳葉節(jié)距角，進(jìn)行速度控制。變槳距系統(tǒng)由風(fēng)速低頻分量和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，風(fēng)速的高頻分量產(chǎn)生的機(jī)械能波動(dòng)，通過迅速改變發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行平衡，即通過轉(zhuǎn)子電流控制器對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率進(jìn)行控制，當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)，允許發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，將瞬變的風(fēng)能以風(fēng)輪動(dòng)能的形式儲(chǔ)存起來；轉(zhuǎn)速降低時(shí)，再將動(dòng)能釋放出來，使功率曲線達(dá)到理想的狀態(tài)?；钊奈灰品答佇盘?hào)由位移傳感器測(cè)量，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸入比較器。當(dāng)轉(zhuǎn)速?gòu)?增加到1500時(shí)，節(jié)距角給定值從45176。如果風(fēng)速高于額定值，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速通過改變節(jié)距來跟蹤相應(yīng)的速度給定值。如果功率低于額定功率值，這一控制環(huán)將通過改變轉(zhuǎn)差率，進(jìn)而改變槳葉節(jié)距角，使風(fēng)輪獲得最大功率。當(dāng)風(fēng)速變大時(shí)，風(fēng)輪及發(fā)電機(jī)上的轉(zhuǎn)速上升，即發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率增大，只要改變發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻即可保持輸出功率不變。（4）時(shí)鐘脈沖CNT控制參數(shù)：時(shí)鐘脈沖控制是由一個(gè)時(shí)間信號(hào)模型與一個(gè)單信號(hào)輸入比較儀組成，其功能是當(dāng)輸入時(shí)間信號(hào)低于所設(shè)域值時(shí)，輸出Low output level 通道所設(shè)值，當(dāng)輸入時(shí)間信號(hào)高于所設(shè)域值時(shí)，輸出High output level 通道所設(shè)值。（2） 槳距角控制功率的參照量（Pref）模型以發(fā)電機(jī)的額定功率作為控制系統(tǒng)功率輸入的參照量，由實(shí)際值與其進(jìn)行比較，根據(jù)所得值的大小可以判斷功率輸出是否穩(wěn)定，從而可以通過改變槳距角進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。（1）基本風(fēng)基本風(fēng)可以由風(fēng)電場(chǎng)測(cè)量所得的威布爾分布參數(shù)近似確定　　　　　　　　　　　　　（31）式中 ——表示威布爾分布尺度參數(shù)和形狀參數(shù)； ——伽馬函數(shù)。（5）綜合風(fēng)速表達(dá)式綜合風(fēng)速表達(dá)式即是對(duì)前面的四個(gè)分量風(fēng)速表達(dá)式的求和，其表達(dá)式如下 　 　　　　　　　　　（36） 風(fēng)速模型的建立圖34 綜合風(fēng)速模型（1）外部風(fēng)速輸入控制模型參數(shù)外部風(fēng)速輸入控制模型（如圖35所示）是調(diào)節(jié)外加風(fēng)速的模型，它可以隨意調(diào)節(jié)切入風(fēng)速的大小。圖311 風(fēng)輪機(jī)輸入?yún)?shù) 齒輪箱速比控制模型齒輪箱的功能是把風(fēng)輪機(jī)輸入的低轉(zhuǎn)速變成高轉(zhuǎn)速輸出給發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)速比也是指齒輪的變比，即低速齒輪與高速齒輪的齒數(shù)比。圖323 斷路器分合控制選擇器模型輸入?yún)?shù)(4)斷路器并網(wǎng)前的參數(shù)圖324 斷路器在并入電網(wǎng)前的參數(shù)(5)斷路器并網(wǎng)后的參數(shù)圖325 斷路器在并入電網(wǎng)后的參數(shù) 升壓變壓器模型及參數(shù)(1)1主變壓器模型及參數(shù) 圖326 1主變壓器模型及參數(shù)(2)2主變壓器模型及參數(shù) 圖327 2主變壓器模型及參數(shù) 無窮大系統(tǒng)模型及參數(shù) 圖328 電網(wǎng)（三相電壓源）模型及參數(shù)第四章 風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的模擬仿真結(jié)果分析在低于額定風(fēng)速的條件下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本控制目標(biāo)是跟蹤曲線，以獲得最佳葉尖速比。所示說，用以上的四個(gè)風(fēng)的分量在一定的程度上是可以大體的描述風(fēng)的波形，但在一些細(xì)節(jié)上還需要進(jìn)一步修正，所以它的使用范圍是有限的，只是可以用在一些要求的精確程度不高的模型的仿真。圖47 異步發(fā)電機(jī)輸出參數(shù)圖48 異步發(fā)電機(jī)有功功率輸出及參數(shù)設(shè)置 異步發(fā)電機(jī)有功功率仿真結(jié)果圖49 異步發(fā)電機(jī)有功功率模擬仿真結(jié)果（3）發(fā)電機(jī)無功功率輸出及仿真結(jié)果分析異步發(fā)電機(jī)無功功率輸出及參數(shù)設(shè)置如圖49，由于作為異步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的無功功率只能從電網(wǎng)吸收，根據(jù)電力系統(tǒng)對(duì)異步機(jī)作為電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的有關(guān)規(guī)定，它的基本參量的正方向是按電動(dòng)機(jī)狀態(tài)定義的，則無功功率輸出為正值。圖413 異步發(fā)電機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩輸出及參數(shù)設(shè)置異步發(fā)電機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖414 異步發(fā)電機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩模擬仿真結(jié)果異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果分析在0~，發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)速控制，因此這段時(shí)間它的輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩為零，再繼續(xù)達(dá)到穩(wěn)定，由于異步電機(jī)各參量正方向在PSCAD軟件是按電動(dòng)機(jī)定義的，因此在發(fā)電機(jī)狀態(tài)時(shí)它的輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩為負(fù)值。 圖421 低壓電流輸出及參數(shù)設(shè)置圖422 低壓母線相電流輸出及仿真結(jié)果 變槳距控制系統(tǒng)模擬仿真分析通過控制槳距角的大小的改變就可以控制葉片吸收風(fēng)功率的多少，槳距角的調(diào)節(jié)可以使發(fā)電機(jī)輸出功率平穩(wěn)。圖424 低于額定風(fēng)速時(shí)異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模擬仿真結(jié)果發(fā)電機(jī)也可以在起動(dòng)前給定一個(gè)起動(dòng)轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)前正常起動(dòng)。在這一運(yùn)行區(qū)域，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是通過對(duì)轉(zhuǎn)速的控制來跟蹤最佳曲線以獲得最大能量。并網(wǎng)后的功率輸出逐漸趨于穩(wěn)定，這時(shí)的電壓曲線呈正弦曲線形狀變化，向電網(wǎng)輸送額定功率。（4）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出及仿真結(jié)果分析異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出及參數(shù)設(shè)置如圖340所示，異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是一個(gè)很重要參數(shù)，發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)其轉(zhuǎn)速略大于同步轉(zhuǎn)速，則滑差。圖45 風(fēng)輪機(jī)機(jī)械功率輸出及參數(shù)設(shè)置圖46 風(fēng)輪機(jī)機(jī)械功率模擬仿真結(jié)果 異步發(fā)電機(jī)模擬仿真分析（1）異步發(fā)電機(jī)的輸出量有有功功率、無功功率、機(jī)械轉(zhuǎn)矩、電磁轉(zhuǎn)矩和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，異步發(fā)電機(jī)的輸出參數(shù)如圖47所示。采用轉(zhuǎn)速與變距的雙重調(diào)節(jié)，雖然增加了額外的變槳距機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，但由于改善了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，仍然被普遍認(rèn)為是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組理想的控制方式。 發(fā)電機(jī)控制選擇器參數(shù)(1)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制參數(shù)輸入同步轉(zhuǎn)速（標(biāo)幺值）的99%。漸變風(fēng)輸入?yún)?shù)漸變風(fēng)用于描述風(fēng)速的逐漸變化，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)可以給出其最大值2m/s，起始時(shí)間為4s，持續(xù)周期為1s，如圖38所示。 風(fēng)速 所以 當(dāng)時(shí) 　　 當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí) 圖32 陣行風(fēng)隨時(shí)間變化曲線圖在分析風(fēng)電系統(tǒng)對(duì)電壓波動(dòng)的影響時(shí)，通常用陣性風(fēng)來考核較大的風(fēng)速變化時(shí)的電壓波動(dòng)的特性。再與槳距角給定值進(jìn)行比較，輸入槳距角限制環(huán)節(jié)，輸出槳距角。方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到氣流對(duì)槳葉產(chǎn)生一定的攻角后風(fēng)輪才起動(dòng)。（1）選擇器參數(shù)：選擇器功能是當(dāng)運(yùn)行時(shí)間在0到所設(shè)域值時(shí)，由B通道輸入,到達(dá)所設(shè)定的值以后由A通道輸入。當(dāng)功率變化即轉(zhuǎn)子電流變化時(shí)，PI調(diào)節(jié)器迅速調(diào)整轉(zhuǎn)子電阻，使轉(zhuǎn)子電流跟蹤給定值，如果從主控制器傳出的電流給定值是恒定的，它將保持轉(zhuǎn)子電流恒定，從而使功率輸出保持不變。通過對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流的控制來迅速改變發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率，從而改變風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，吸收由于瞬變風(fēng)速引起的功率波動(dòng)。如圖211所示，速度控制器B受發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)速的雙重控制。10內(nèi)持續(xù)1s發(fā)電機(jī)將切入電網(wǎng)。如圖28所示，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)前，由速度控制器A給出；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)后由速度控制B給出。在傳統(tǒng)的變槳距控制方式中，將轉(zhuǎn)速控制切換為功率控制，變距系統(tǒng)開始根據(jù)發(fā)電機(jī)的功率信號(hào)進(jìn)行控制。（1） 起動(dòng)狀態(tài)變槳距風(fēng)輪的槳葉在靜止時(shí)，節(jié)距角為90176?？刂频闹狄允沟扔陔娋W(wǎng)頻率。 變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制策略[9]上面的風(fēng)輪機(jī)直接由追求值最優(yōu)進(jìn)入功率最大的限制，調(diào)整的范圍和靈敏度很有限。因而，變槳距風(fēng)輪機(jī)的起動(dòng)風(fēng)速較定槳距風(fēng)輪機(jī)低，但對(duì)功率的貢獻(xiàn)沒有意義；停機(jī)時(shí)對(duì)傳動(dòng)機(jī)械的沖擊應(yīng)力相對(duì)緩和。在大小發(fā)電機(jī)軟切換控制過程中必須慎重處理。對(duì)于定槳距系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)正常工作的滑差小于1%，允許滑差范圍一般在5%以內(nèi)，而風(fēng)速的變化范圍卻很大。如圖24所示是理想風(fēng)輪機(jī)的功率曲線。風(fēng)輪機(jī)的特性通常用風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率Cp尖速比λ曲線來表示，圖22是一條典型的曲線。當(dāng)風(fēng)速較低時(shí)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)差調(diào)到很小(1%)，轉(zhuǎn)速在同步速附近；當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)差要調(diào)整到很大（10%），使葉尖速比得到優(yōu)化，使功率曲線達(dá)到理想的狀態(tài)。變槳距風(fēng)輪的葉片在靜止時(shí)節(jié)距角為90176。首先系統(tǒng)初始化檢查控制程序、微控制器硬件和外設(shè)、傳感器來的脈沖及比較所選的操作參數(shù)備份系統(tǒng)工作表，接著就正式起運(yùn)。跟風(fēng)控制跟風(fēng)范圍177。當(dāng)風(fēng)速大于開機(jī)風(fēng)速要求風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航機(jī)構(gòu)始終能自動(dòng)跟風(fēng)。（3）利用計(jì)算機(jī)智能控制實(shí)現(xiàn)機(jī)組的功率優(yōu)化控制定槳距恒速機(jī)組主要進(jìn)行軟切入、軟切出及功率因數(shù)補(bǔ)償控制對(duì)變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要進(jìn)行最佳葉尖速比和額定風(fēng)速以上的恒功率控制。（3）控制保護(hù)要求主電路保護(hù)：變壓器低壓側(cè)三相四線進(jìn)線處設(shè)置低壓配電低壓斷路器→維護(hù)操作安全和短路過載保護(hù)。緊急故障脫網(wǎng)停機(jī):緊急故障(飛車、超速、負(fù)荷丟失等)→緊急停機(jī)→偏航控制（90度）→脫網(wǎng)→機(jī)械剎車。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本控制要求 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的控制要求(1) 控制思想[3]定槳距失速型機(jī)組控制風(fēng)速超過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定風(fēng)速以上時(shí)，為確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率不再增加，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組過載，通過空氣動(dòng)力學(xué)的失速特性，使葉片發(fā)生失速，從而控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出。發(fā)電機(jī)額定溫升發(fā)電機(jī)在額定功率輸出及額定負(fù)載下定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組允許的最高溫度與額定入口風(fēng)溫的差值。永磁交流發(fā)電機(jī)等。風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速也是風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)之一。異步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和同步發(fā)電機(jī)的一樣，也是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。發(fā)電機(jī)的性能好壞直接影響整機(jī)效率和可靠性。從風(fēng)能公式可以看出風(fēng)能的大小與氣流密度和通過的面積成正比，與氣流速度成正比，其中和隨地理位置、海拔、地形等因素而變。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)理論 貝茨(Betz)理論世界上第一個(gè)關(guān)于風(fēng)輪機(jī)風(fēng)輪葉片接受風(fēng)能的比較完整的理論是1919年由A通常在風(fēng)改變其方向時(shí)，風(fēng)電機(jī)一次只會(huì)偏轉(zhuǎn)幾度。 （7）塔架塔架是支撐風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支架。（6）發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中最關(guān)鍵的部件，是將風(fēng)能最終轉(zhuǎn)變成電能的設(shè)備。輪轂是連接葉片和主軸的零部件。而生產(chǎn)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的國(guó)家很少，主要原因是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率低，需啟動(dòng)設(shè)備，同時(shí)還有些技術(shù)問題尚待解決。因此需要求出在一段時(shí)間內(nèi)的平均風(fēng)能密度，這個(gè)值可以將風(fēng)能密度公式對(duì)時(shí)間積分后平均來求得。風(fēng)速是表示風(fēng)移動(dòng)的速度即單位時(shí)間內(nèi)空氣流動(dòng)所經(jīng)過的距離。 風(fēng)資源及風(fēng)輪機(jī)概述 風(fēng)資源概述（1）風(fēng)的起源風(fēng)的形成乃是空氣流動(dòng)的結(jié)果。（4）可靠性高把現(xiàn)代高科技應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組使其發(fā)電可靠性大大提高，中、大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可靠性從80年代的50%提高到了98%，高于火力發(fā)電且機(jī)組壽命可達(dá)20年。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫