【正文】 能，提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率。方向；風(fēng)向從正北方向逆時(shí)針變化時(shí)，風(fēng)向角反向增加，正南方向?yàn)?80176。夾角。作為角度編碼器失效的后備措施，在由機(jī)艙引入塔架的電纜上安裝有行程開關(guān)，電纜纏繞達(dá)到一定程度，行程開關(guān)動作，控制器檢測到該信號會啟動相應(yīng)的處理程序。若控制系統(tǒng)沒有自動進(jìn)行解纜，當(dāng)電纜纏繞達(dá)到允許的極限時(shí)，觸發(fā)紐纜開關(guān)的安全鏈保護(hù)，機(jī)組緊急停機(jī)，等待人工處理[23]。當(dāng)風(fēng)標(biāo)隨風(fēng)向變化而轉(zhuǎn)動時(shí),通過其軸帶動軸下端固定著的格雷碼盤,在光電組件的狹縫中轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的光電信號經(jīng)放大整形后,輸出對應(yīng)當(dāng)時(shí)風(fēng)向的幅度為12V的六位格雷碼(每位格雷碼只有電平高低的區(qū)別,習(xí)慣上高電平為1 ,低電平為0) ,轉(zhuǎn)動時(shí)風(fēng)向信號以516度的分辨率為步進(jìn)變化。首先齒盤可隨軸轉(zhuǎn)動，并安置于光電耦合器的發(fā)光管與光電三極管之間,光電耦合器裝于印制電路板上。風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)軸垂直于風(fēng)的來向，螺旋槳葉片和平板葉片旋轉(zhuǎn)軸平行于風(fēng)的來向。偏航停止時(shí)，剎車抱閘。其中偏航控制機(jī)構(gòu)包括：1風(fēng)向傳感器、2偏航控制器、3解纜傳感器。（6）易學(xué)易用。對PLC的內(nèi)部電源還采取了屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，以減少外界干擾，保證供電質(zhì)量。（2） 使用方便，編程簡單，簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言采用的是常規(guī)控制電路的設(shè)計(jì)思想，它更能為計(jì)算機(jī)知識薄弱的工作人員接受，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。（3）存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。PLC可直接連接到交流電網(wǎng)上去，它將市電電壓（AC 120V/230V）轉(zhuǎn)換成DC 24V的工作電壓。在變槳距控制方式中，這時(shí)將進(jìn)行功率控制，變槳距系統(tǒng)開始根據(jù)發(fā)電機(jī)的功率信號進(jìn)行控制。在這種情況下，槳葉槳距只是按所設(shè)定的變距速度將槳距角向0176。整個(gè)槳葉實(shí)際上是一塊阻尼板，這個(gè)狀態(tài)成為“順槳”。油缸右端將由兩部分液壓油來填補(bǔ)：一部分來油缸左端通過電磁閥19—節(jié)流閥17單向閥115 和24 的重復(fù)循環(huán)油；另一部分油來自油箱通過吸油管路及單向閥115和24。機(jī)械端點(diǎn)而不受來自比例閥的影響?？刂破鞲鶕?jù)功率或轉(zhuǎn)速信號給出一個(gè)（－10＋10）V 的控制電壓，通過比例閥控制器轉(zhuǎn)換成一定范圍的電流信號，控制比例閥輸出流量的方向和大小。泵的流量變化根據(jù)負(fù)載而定。這兩個(gè)回路的工作任務(wù)是使機(jī)組運(yùn)行時(shí)制動機(jī)構(gòu)始終保持壓力。其工作原理如下：主控制器接受完風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)信號后，經(jīng)過運(yùn)算得出風(fēng)向與機(jī)艙位置的夾角，從而判斷機(jī)艙向哪個(gè)方向進(jìn)行偏航。小微型風(fēng)力機(jī)指發(fā)電功率在10千瓦及其以下的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。新型的控制算法正在不斷的研究和應(yīng)用，可以大大的提高風(fēng)能的利用率，有效的提高了風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量，從而不斷降低了風(fēng)力發(fā)電的成本。中國政府目前公布的風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)是2025年將達(dá)到3000萬kW[6]。我國風(fēng)能資源比較豐富，目前我國已經(jīng)探明的風(fēng)能儲量約為3226GW,其中可利用風(fēng)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。當(dāng)每千瓦裝機(jī)成本為700歐元且平均風(fēng)速為7m/s的地區(qū)，風(fēng)電便可與火電、煤電相競爭。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究極為迅猛，單機(jī)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(jī)組發(fā)展；運(yùn)行可靠性從1980年左右的50%，提高到98%以上，且在風(fēng)場運(yùn)作的風(fēng)電機(jī)組都可實(shí)現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)程控制；從今后的發(fā)展其實(shí)來看風(fēng)電場將從內(nèi)陸移到海上，這使其發(fā)展空間變得更為廣闊[2]。而風(fēng)電機(jī)組在發(fā)電過程中，不會對環(huán)境造成污染。以太陽能、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿鹊目稍偕茉吹玫缴鐣膹V泛重視。該程序根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速傳感器采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)由邏輯控制將控制信號輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動對風(fēng)、人工偏航和自動解纜等功能。當(dāng)前，中國風(fēng)電市場蓬勃發(fā)展，由此帶動中國風(fēng)機(jī)制造產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)欣欣向榮的發(fā)展勢態(tài)。所以可再生能源得到了越來越多的國家與地區(qū)的重視。在文章開始部分介紹了運(yùn)動控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并重點(diǎn)介紹偏航軟硬件結(jié)構(gòu)和控制原理。 PLC。（2）風(fēng)力發(fā)電是清潔能源。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(shè)周期，風(fēng)電的單臺風(fēng)電機(jī)組安裝只用兩三個(gè)星期，并可同時(shí)多臺安裝。可以看出，年新增裝機(jī)容量超過1GW的國家達(dá)到8個(gè)。到2003年末，圍繞歐洲海岸線，海上風(fēng)電總裝機(jī)600MW。在《全球風(fēng)能展望2010》的所有預(yù)測情形中,中國都是風(fēng)能產(chǎn)業(yè)增長最快的單一國家,該報(bào)告預(yù)計(jì),中國國內(nèi)的風(fēng)電裝機(jī)容量在2020年將達(dá)到現(xiàn)在的十倍。甘肅、內(nèi)蒙古、黑龍江、江蘇都紛紛開始上馬動輒10億元的風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目[7]。PLC 是機(jī)組控制系統(tǒng)的核心，它與風(fēng)電機(jī)組的其他部分密切聯(lián)系，保證機(jī)組的效率和安全[9]。當(dāng)風(fēng)向變化時(shí)，位于風(fēng)輪后面兩舵輪（其旋轉(zhuǎn)平面與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面相垂直）旋轉(zhuǎn)，并通過一套齒輪傳動系統(tǒng)使風(fēng)輪偏轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)輪重新對準(zhǔn)風(fēng)向后，舵輪停止轉(zhuǎn)動，偏航結(jié)束[10]。在定槳距風(fēng)電機(jī)組中，液壓系統(tǒng)的主要任務(wù)是驅(qū)動風(fēng)電機(jī)組的氣動剎車和機(jī)械剎車；在變槳距風(fēng)電機(jī)組中，液壓系統(tǒng)主要控制變距機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速控制、功率控制，同時(shí)也制控機(jī)械剎車機(jī)構(gòu)。圖22為VESTASV39 型風(fēng)電機(jī)組液壓系統(tǒng)。在運(yùn)行、暫停和停止?fàn)顟B(tài)，泵根據(jù)壓力傳感器的信號自動工作，在緊急停機(jī)狀態(tài)，泵將被迅速 斷路而關(guān)閉。為了提高整個(gè)變距系統(tǒng)的動態(tài)性能，在變距油缸上也設(shè)有LVDT位置傳感器。順槳由部分來自蓄能器161，部分直接來自泵5 的壓力油來完成。變槳距風(fēng)輪的槳葉在靜止時(shí)，槳距角為90176。變槳距系統(tǒng)根據(jù)給定的槳距角參考值，調(diào)整槳距角，進(jìn)行所謂的速度控制。與啟動運(yùn)行相同的道理，在變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，對欠功率狀態(tài)不加控制。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。（6）通信模塊如以太網(wǎng)、RS48ProfibusDP通訊模塊等[17]。PLC還有強(qiáng)大的自檢功能，這為它的維修提供了方便[18]。（5）環(huán)境要求低。包括偏航系統(tǒng)、變漿距控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。偏航電機(jī)多為三相異步電動機(jī)，它與一個(gè)直流電磁鐵制動器配合進(jìn)行偏航。 風(fēng)速的測量風(fēng)速計(jì)是測量空氣流速的儀器。整個(gè)感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在風(fēng)的動壓力作用下，取得指向的來向的一個(gè)平衡位置，即為風(fēng)向的指示。解纜系統(tǒng)分為解纜傳感器控制的自動解纜和紐纜開關(guān)控制的安全鏈保護(hù)兩種。偏航控制系統(tǒng)框圖如圖41 所示。解纜完成后，發(fā)電機(jī)組再進(jìn)入正常發(fā)電的工作狀態(tài)[24]。定義正北方向?yàn)轱L(fēng)向角0176。方向。當(dāng)風(fēng)機(jī)偏航超過3 圈（177。同理當(dāng)下一狀態(tài)變?yōu)锳=0，B=1時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在向逆時(shí)針偏航。以此類推，這樣就可以得到當(dāng)前已紐纜的角度。以上，便需要進(jìn)行偏航。時(shí)，則 γ0 = γ 360176。 θ 360176。 θ 0176。風(fēng)電機(jī)組連續(xù)地檢測風(fēng)向角變化，并計(jì)算單位時(shí)間（10min）內(nèi)平均風(fēng)向，然后根據(jù)平均風(fēng) 向判斷是否需要偏航，防止在陣風(fēng)擾動下的頻繁偏航。在PLC程序中要對相應(yīng)信號進(jìn)行比較、運(yùn)算時(shí)，通常先要將該型號轉(zhuǎn)換稱與傳感器量程對應(yīng)的實(shí)際物理值。γ 0176。180θ163。 主程序設(shè)計(jì)以上程序只是主程序的一部分，需要將其編入主程序中。程序中了實(shí)現(xiàn)偏航行走最短路徑，如何提高測量機(jī)艙角度精確性，風(fēng)向風(fēng)速測量值的轉(zhuǎn)化和電纜纏繞。電機(jī)該按鈕，可打開S7PLCSIM軟件及模擬CPU，當(dāng)S7PLCSIM軟件運(yùn)行時(shí)，可自動地連接到模擬的CPU上。（8） 通過對輸入/輸出存儲器、位存儲器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的操作，可以記錄一系列的實(shí)踐，并且可回放使它自動進(jìn)行程序測試。（3）模擬機(jī)艙轉(zhuǎn)動。風(fēng)向角為150176。風(fēng)向角160176。100176。以下為實(shí)驗(yàn)截圖，其中MD160儲存機(jī)艙位置，MD150儲存風(fēng)向角。第6章 總結(jié)由于風(fēng)能具有能量密度低、隨機(jī)性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是復(fù)雜多變量非線性不確定系統(tǒng)，因此，控制技術(shù)是機(jī)組安全高效運(yùn)行的關(guān)鍵。介紹了常見偏航系統(tǒng)的硬件部件，包括了偏航驅(qū)動機(jī)構(gòu)、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、扭纜傳感器等。若偏航角達(dá)到1080度，則啟動自動解纜程序，并驅(qū)動偏航電機(jī)。內(nèi)，自動解纜結(jié)束。之間。并執(zhí)行控制算法。的風(fēng)向角。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到切入風(fēng)速時(shí)，啟動系統(tǒng)，機(jī)械剎車松開。、KM2，控制偏航電機(jī)正反轉(zhuǎn)。TT47。這篇論文從結(jié)構(gòu)到程序設(shè)計(jì)到排版幾乎都是自己完成的，雖然我也像其他人一樣抄了不少別人的東西。取風(fēng)向角，并存于MD150 即時(shí)計(jì)算機(jī)艙的位置。分別記錄AB信號一個(gè)周期內(nèi)的四個(gè)狀態(tài)。180時(shí)， 順時(shí)針偏航：180θ163。 ~8 186。并在下一段程序中進(jìn)行歸算。對風(fēng)向角分別加5和減5，并分別儲存。所以在參考了已有的偏航驅(qū)動的硬件線路后，設(shè)計(jì)了硬件電路圖。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航控制系統(tǒng)，主要分為兩大類：被動迎風(fēng)偏航系統(tǒng)和主動迎風(fēng)系統(tǒng)。（1）實(shí)驗(yàn)1結(jié)果（2）實(shí)驗(yàn)2結(jié)果（3）實(shí)驗(yàn)3結(jié)果（4）實(shí)驗(yàn)4結(jié)果（5）實(shí)驗(yàn)5結(jié)果 實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)在STEP7上進(jìn)行運(yùn)行，測試了風(fēng)機(jī)自啟動、偏航的順逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、偏航行走最短路徑與解纜功能是否有效。160176。150176。風(fēng)向角為120176。根據(jù)以上條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案見附錄五。以檢驗(yàn)程序是否能在真實(shí)環(huán)境下運(yùn)行。（4） 通過創(chuàng)建變量表，可以存取模擬PLC的輸入/輸出存儲器、累加器和寄存器中的數(shù)據(jù)。它能夠在PG/PC上模擬S7300、S7400系列CPU中用戶程序的執(zhí)行過程。主程序應(yīng)先檢查風(fēng)速是否達(dá)到切入風(fēng)速，當(dāng)達(dá)到切入風(fēng)速后，啟動風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。360θ163。*nγ0 = γ 360176。表43 FC105參數(shù)定義參數(shù)類型數(shù)據(jù)類型描述EN輸入BOOL輸入使能端，高電平有效IN輸入INT要轉(zhuǎn)換為工程量的量程輸入值HI_LIM輸入REAL現(xiàn)場信號的最大量程值LO_LIM輸入REAL現(xiàn)場信號的最小量程值BIPOLAR輸入BOOL輸入極性設(shè)置：1表示輸入為雙極性，0表示輸入為單極性ENO輸出BOOL輸出使能端，正確執(zhí)行完畢，則輸出為1RET_VAL輸出WORD功能故障字：返回值為W160000表示指令執(zhí)行正確。連續(xù)變化的物理量稱為模擬量，例如溫度、流量、壓力、速度等。 θ 180176。 θ 180176。時(shí)，則 γ0 = γ+ 360176。通常，當(dāng)風(fēng)向角與偏航角之間的夾角已經(jīng)減小到1176。開始讀取機(jī)艙偏航角度 機(jī)艙偏航角度0 ？ Y N 逆時(shí)針偏航解纜順時(shí)針偏航解纜延時(shí)延時(shí)機(jī)艙偏航角度與風(fēng)向角間夾角5176。表41 順、逆時(shí)針方向位置傳感器A、B狀態(tài)順序圖左偏航兩AB信號的一個(gè)周期內(nèi)變化的情況狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)5A01100B00110右偏航兩AB信號的一個(gè)周期內(nèi)變化的情況狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)5A00110B01100當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)電纜纏繞達(dá)到設(shè)定值時(shí)，解纜控制系統(tǒng)根據(jù)限位開關(guān)發(fā)出的信號控制解纜驅(qū)動器回轉(zhuǎn)相同轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行電纜解繞。）時(shí)，運(yùn)行解纜控制程序，使風(fēng)機(jī)朝扭纜的相反方向偏航解纜，防止內(nèi)部電纜發(fā)生纏繞。風(fēng)向角和偏航角的定義如圖43所示圖43