【正文】 能，提高風電機組的發(fā)電效率。方向；風向從正北方向逆時針變化時，風向角反向增加，正南方向為180176。夾角。作為角度編碼器失效的后備措施，在由機艙引入塔架的電纜上安裝有行程開關，電纜纏繞達到一定程度，行程開關動作，控制器檢測到該信號會啟動相應的處理程序。若控制系統(tǒng)沒有自動進行解纜，當電纜纏繞達到允許的極限時，觸發(fā)紐纜開關的安全鏈保護，機組緊急停機，等待人工處理[23]。當風標隨風向變化而轉動時,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動,產生的光電信號經放大整形后,輸出對應當時風向的幅度為12V的六位格雷碼(每位格雷碼只有電平高低的區(qū)別,習慣上高電平為1 ,低電平為0) ,轉動時風向信號以516度的分辨率為步進變化。首先齒盤可隨軸轉動，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。風杯旋轉軸垂直于風的來向，螺旋槳葉片和平板葉片旋轉軸平行于風的來向。偏航停止時，剎車抱閘。其中偏航控制機構包括：1風向傳感器、2偏航控制器、3解纜傳感器。（6）易學易用。對PLC的內部電源還采取了屏蔽、穩(wěn)壓、保護等措施，以減少外界干擾，保證供電質量。（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)控制電路的設計思想，它更能為計算機知識薄弱的工作人員接受，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現場調試容易。（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上去，它將市電電壓（AC 120V/230V）轉換成DC 24V的工作電壓。在變槳距控制方式中，這時將進行功率控制，變槳距系統(tǒng)開始根據發(fā)電機的功率信號進行控制。在這種情況下，槳葉槳距只是按所設定的變距速度將槳距角向0176。整個槳葉實際上是一塊阻尼板，這個狀態(tài)成為“順槳”。油缸右端將由兩部分液壓油來填補：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。機械端點而不受來自比例閥的影響。控制器根據功率或轉速信號給出一個（－10＋10）V 的控制電壓，通過比例閥控制器轉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。泵的流量變化根據負載而定。這兩個回路的工作任務是使機組運行時制動機構始終保持壓力。其工作原理如下：主控制器接受完風速風向傳感器的風信號后，經過運算得出風向與機艙位置的夾角，從而判斷機艙向哪個方向進行偏航。小微型風力機指發(fā)電功率在10千瓦及其以下的風力發(fā)電機。新型的控制算法正在不斷的研究和應用，可以大大的提高風能的利用率，有效的提高了風電機組的發(fā)電量，從而不斷降低了風力發(fā)電的成本。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]。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。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。風力發(fā)電技術的研究極為迅猛，單機容量從最初的數十千瓦級發(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]。而風電機組在發(fā)電過程中，不會對環(huán)境造成污染。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。該程序根據風向、風速傳感器采集的數據，經由邏輯控制將控制信號輸出給執(zhí)行機構，實現自動對風、人工偏航和自動解纜等功能。當前，中國風電市場蓬勃發(fā)展，由此帶動中國風機制造產業(yè)呈現欣欣向榮的發(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動控制系統(tǒng)的總體結構，并重點介紹偏航軟硬件結構和控制原理。 PLC。（2）風力發(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?？梢钥闯觯晷略鲅b機容量超過1GW的國家達到8個。到2003年末，圍繞歐洲海岸線，海上風電總裝機600MW。在《全球風能展望2010》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年將達到現在的十倍。甘肅、內蒙古、黑龍江、江蘇都紛紛開始上馬動輒10億元的風力發(fā)電項目[7]。PLC 是機組控制系統(tǒng)的核心，它與風電機組的其他部分密切聯系，保證機組的效率和安全[9]。當風向變化時，位于風輪后面兩舵輪（其旋轉平面與風輪旋轉平面相垂直）旋轉，并通過一套齒輪傳動系統(tǒng)使風輪偏轉，當風輪重新對準風向后，舵輪停止轉動，偏航結束[10]。在定槳距風電機組中，液壓系統(tǒng)的主要任務是驅動風電機組的氣動剎車和機械剎車；在變槳距風電機組中，液壓系統(tǒng)主要控制變距機構，實現風電機組的轉速控制、功率控制，同時也制控機械剎車機構。圖22為VESTASV39 型風電機組液壓系統(tǒng)。在運行、暫停和停止狀態(tài)，泵根據壓力傳感器的信號自動工作，在緊急停機狀態(tài)，泵將被迅速 斷路而關閉。為了提高整個變距系統(tǒng)的動態(tài)性能，在變距油缸上也設有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。變槳距風輪的槳葉在靜止時，槳距角為90176。變槳距系統(tǒng)根據給定的槳距角參考值，調整槳距角，進行所謂的速度控制。與啟動運行相同的道理，在變槳距風力發(fā)電機組中，對欠功率狀態(tài)不加控制。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。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)或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。（6）通信模塊如以太網、RS48ProfibusDP通訊模塊等[17]。PLC還有強大的自檢功能，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)。偏航電機多為三相異步電動機，它與一個直流電磁鐵制動器配合進行偏航。 風速的測量風速計是測量空氣流速的儀器。整個感應部分安裝在一根垂直旋轉軸上，在風力的作用下，風杯繞軸以正比于風速的轉速旋轉。在風的動壓力作用下，取得指向的來向的一個平衡位置，即為風向的指示。解纜系統(tǒng)分為解纜傳感器控制的自動解纜和紐纜開關控制的安全鏈保護兩種。偏航控制系統(tǒng)框圖如圖41 所示。解纜完成后，發(fā)電機組再進入正常發(fā)電的工作狀態(tài)[24]。定義正北方向為風向角0176。方向。當風機偏航超過3 圈（177。同理當下一狀態(tài)變?yōu)锳=0，B=1時，風力發(fā)電機正在向逆時針偏航。以此類推，這樣就可以得到當前已紐纜的角度。以上，便需要進行偏航。時，則 γ0 = γ 360176。 θ 360176。 θ 0176。風電機組連續(xù)地檢測風向角變化，并計算單位時間（10min）內平均風向，然后根據平均風 向判斷是否需要偏航，防止在陣風擾動下的頻繁偏航。在PLC程序中要對相應信號進行比較、運算時，通常先要將該型號轉換稱與傳感器量程對應的實際物理值。γ 0176。180θ163。 主程序設計以上程序只是主程序的一部分，需要將其編入主程序中。程序中了實現偏航行走最短路徑，如何提高測量機艙角度精確性，風向風速測量值的轉化和電纜纏繞。電機該按鈕，可打開S7PLCSIM軟件及模擬CPU，當S7PLCSIM軟件運行時，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、定時器和計數器的操作，可以記錄一系列的實踐，并且可回放使它自動進行程序測試。（3）模擬機艙轉動。風向角為150176。風向角160176。100176。以下為實驗截圖，其中MD160儲存機艙位置，MD150儲存風向角。第6章 總結由于風能具有能量密度低、隨機性和不穩(wěn)定性等特點，風力發(fā)電機組是復雜多變量非線性不確定系統(tǒng)，因此，控制技術是機組安全高效運行的關鍵。介紹了常見偏航系統(tǒng)的硬件部件，包括了偏航驅動機構、風速風向傳感器、扭纜傳感器等。若偏航角達到1080度，則啟動自動解纜程序，并驅動偏航電機。內，自動解纜結束。之間。并執(zhí)行控制算法。的風向角。當風速達到切入風速時，啟動系統(tǒng)，機械剎車松開。、KM2，控制偏航電機正反轉。TT47。這篇論文從結構到程序設計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。取風向角，并存于MD150 即時計算機艙的位置。分別記錄AB信號一個周期內的四個狀態(tài)。180時， 順時針偏航：180θ163。 ~8 186。并在下一段程序中進行歸算。對風向角分別加5和減5，并分別儲存。所以在參考了已有的偏航驅動的硬件線路后，設計了硬件電路圖。風力發(fā)電機組的偏航控制系統(tǒng)，主要分為兩大類：被動迎風偏航系統(tǒng)和主動迎風系統(tǒng)。（1）實驗1結果（2）實驗2結果（3）實驗3結果（4）實驗4結果（5）實驗5結果 實驗分析實驗在STEP7上進行運行，測試了風機自啟動、偏航的順逆時針旋轉、偏航行走最短路徑與解纜功能是否有效。160176。150176。風向角為120176。根據以上條件進行設計，設計方案見附錄五。以檢驗程序是否能在真實環(huán)境下運行。（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據。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。主程序應先檢查風速是否達到切入風速，當達到切入風速后，啟動風力發(fā)電機組。360θ163。*nγ0 = γ 360176。表43 FC105參數定義參數類型數據類型描述EN輸入BOOL輸入使能端，高電平有效IN輸入INT要轉換為工程量的量程輸入值HI_LIM輸入REAL現場信號的最大量程值LO_LIM輸入REAL現場信號的最小量程值BIPOLAR輸入BOOL輸入極性設置：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，則 γ0 = γ+ 360176。通常，當風向角與偏航角之間的夾角已經減小到1176。開始讀取機艙偏航角度 機艙偏航角度0 ？ Y N 逆時針偏航解纜順時針偏航解纜延時延時機艙偏航角度與風向角間夾角5176。表41 順、逆時針方向位置傳感器A、B狀態(tài)順序圖左偏航兩AB信號的一個周期內變化的情況狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)5A01100B00110右偏航兩AB信號的一個周期內變化的情況狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)5A00110B01100當風力發(fā)電機電纜纏繞達到設定值時，解纜控制系統(tǒng)根據限位開關發(fā)出的信號控制解纜驅動器回轉相同轉數進行電纜解繞。）時，運行解纜控制程序，使風機朝扭纜的相反方向偏航解纜，防止內部電纜發(fā)生纏繞。風向角和偏航角的定義如圖43所示圖43