【正文】 因此，風(fēng)電場要求有可靠的 監(jiān) 測監(jiān)控系統(tǒng)是作為風(fēng)電設(shè)備正常運(yùn)行及其故障 監(jiān) 測的必要手段。相比密封鉛酸蓄電池作為備用電源的變槳系統(tǒng)，采用超級電容的變槳系統(tǒng)具有下列優(yōu)點(diǎn)： a、充電電流大，充電時間短； b、交流變直流的整流模塊同時作為充電器，無須再單獨(dú)配置充放電管理電路； c、超級電容的容量隨使用年限的增加，減小的非常小。 如圖 412所示 連接分布圖 圖 412 35 2 機(jī)械傳感測量 機(jī)械傳感測量是使用兩個獨(dú)立的接近開關(guān)對同一個安裝在風(fēng)機(jī)主軸上的齒盤的轉(zhuǎn)動數(shù)來進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量 ,之后輸出 24V的脈沖信號到 Overspeed(超速 監(jiān) 測 )模塊 ,Overspeed 模塊將輸出 2 路發(fā)電機(jī)當(dāng)前對應(yīng)轉(zhuǎn)速的電壓模擬量，送至主控制系統(tǒng)，由主控制系統(tǒng)計算機(jī)乘以一個系數(shù)后轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并對比Gspeed 模塊輸出的電機(jī)轉(zhuǎn)速。對于 500℃以下的中、低溫度，熱電偶的輸出的熱電勢很小，這對二次儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很高，否則難以實(shí)現(xiàn)精確測量；而且， 在較低溫區(qū)域，冷端溫度的變化所引起的相對誤差也非常突出。金屬熱電阻一般適用于 200~500℃范圍內(nèi) 的溫度測量，其特點(diǎn)是測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極其廣泛。各種傳感器包括風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、各種電量傳送器、溫度傳感器。 （ 4） 優(yōu)點(diǎn) 1） 抗干擾、可靠性高。 如圖 36所示 中、大型機(jī)：模塊式。 下面 如圖 32 所示是 PLC 的圖片。 電子控制器：包含一臺不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計算機(jī)，并控制偏航裝置。機(jī)艙左端是風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子葉片及軸。國外的機(jī)組廠商出于暢占市場的考慮，在中國市場上的價格比在 日本及歐洲的銷售價低 10%～ 20%。 （ 2） 風(fēng)電成本逐年降低 盡管風(fēng)電成本受很多因素 的制約，但其發(fā)展趨勢是逐漸降低的。 1998～ 2021 年的 7 年中，全球 風(fēng)電裝機(jī)容量年平均增長率達(dá)到 %。 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 1 摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源 的 消費(fèi)逐年增加，常規(guī) 能源 資源 面臨日益枯竭的窘境，迫切需要一些清潔、無污染、可再生的新能源 。就2021 年而言，全球有超過 8321MW 的新增裝機(jī)容量并入電網(wǎng)系統(tǒng)。隨著風(fēng)電技術(shù)的改進(jìn)，風(fēng)電機(jī)組越來越便宜和高效。但綜合考20%～ 25%。 轉(zhuǎn)子葉片：捉獲風(fēng)，并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心。為防止任何故障（即齒輪箱或發(fā)電機(jī)的過熱），該控制器可以自動停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動，并通過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作員。包含組成自動控制器的模塊的本結(jié)構(gòu)如下： 圖 32 plc 圖片 其中 頂部可編程控制器（ PLC） BH2021 24V 電源 BH2102 光纖處理器 BH2502 光纖通信模塊 BH2501 銅導(dǎo)線銅導(dǎo)線通信模塊 BH2311 數(shù)字量輸入模塊 BH2331 數(shù)字量輸出模塊 BH2351 模擬輸入模塊 BH2412 計數(shù)器卡 概述 plc 的結(jié)構(gòu)和工作原理 可編程控制器是一種數(shù)字操作的 電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計?？筛鶕?jù)需要在主板上隨意組合。 2） 模塊化組合式結(jié)構(gòu)，使用靈活方便。以及操作開關(guān)和按鈕等。 工業(yè)上常用金屬熱電阻 從電阻隨溫度的變化來看，大部分金屬導(dǎo)體都有這個性質(zhì)，但并不是都能用作測溫?zé)犭娮?，作為熱電阻的金屬材料一般要求：盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)、電阻率要大（在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸）、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能、材料的復(fù)制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系（最好呈線性關(guān)系）。所以測量中、低溫度一般使用熱電阻溫度測量儀表較為合適。當(dāng)對比差值達(dá)到設(shè)定值即報 “ 轉(zhuǎn)速對比錯誤 ” ，從而達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)速相互 監(jiān) 查保證發(fā)電機(jī)可靠、安全運(yùn)行的目的。 d、壽命長； e、無須維護(hù)； f、體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn) 。本課題的主要任務(wù)是針對 1500KW 風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組安全 監(jiān) 測系統(tǒng)單元的設(shè)計來實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的大范圍的安全可靠運(yùn)行，來適應(yīng)外界環(huán)境對自身系統(tǒng)的影響，從而最大限度的吸收風(fēng)能，提高效率。由于受自然環(huán)境及復(fù)雜的發(fā)電機(jī)組和電力電子技術(shù)裝置等因素的影響，風(fēng)力發(fā)電機(jī)很容易損壞，影響正常的運(yùn)行，要使風(fēng)電場與其他發(fā)電廠相比更有競爭力，必須提高其可靠性、高效性及發(fā)電機(jī)組的壽命。當(dāng)超級電容電壓低于軟件設(shè)定值，主控在控制風(fēng)機(jī)停機(jī)的同時，還會報電網(wǎng)電壓掉電故障。 （ 1） 、連接分布圖 該測量方式由兩個 Gpulse(脈沖電壓測速 )模塊和一個 Gspeed(發(fā)電機(jī)速度測量 )模塊構(gòu)成，先由 Gpulse 模塊測量出發(fā)電機(jī)電壓信號頻率 f，輸出一個脈沖列進(jìn)入 Gspeed 模塊， Gspeed 模塊處理后將脈沖轉(zhuǎn)化為對應(yīng)轉(zhuǎn)速的模擬量輸送到風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)，并由主控制系統(tǒng) 軟件計算電機(jī)轉(zhuǎn)速。 工業(yè)應(yīng)用中，熱電偶一般適用于測量 500℃以上的較高溫度。 24 相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測溫范圍只有 50~300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度 監(jiān) 測和控制。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 監(jiān) 測系統(tǒng)是由各種傳感器、控制器，以及顯示器等組成。 6） 高功能模塊。有接口可擴(kuò)展?？刂乒衲軌驖M足無人職守、獨(dú)立運(yùn)行、監(jiān)測及控制的要求，運(yùn)行數(shù)據(jù)與統(tǒng)計數(shù)值可通過就地或中央監(jiān)控機(jī)記錄和查詢，控制柜是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的核心。通常，在風(fēng)改變其方向時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)一次只會偏轉(zhuǎn)幾度。維護(hù)人員可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔進(jìn)入機(jī)艙。我國已有風(fēng)電機(jī)組整機(jī)制造商十余家，零部件制造商幾十家，其中主要零部件均已實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。全世界風(fēng)力發(fā)電每年以 30%左右的速度增長，據(jù)預(yù)測，到 2020 年風(fēng)力發(fā)電將占世界電量的 20%。目前風(fēng)電技術(shù)的前沿包括：單機(jī)容量增大、葉片的變化、塔架高度上升、直接驅(qū)動和混合驅(qū)動技術(shù)、控制與監(jiān)控技術(shù)不斷完善、海上風(fēng)力發(fā)電等。 在目前眾多可再生能源與新能源技術(shù)開發(fā)中，風(fēng)力發(fā)電有著自身獨(dú)特的優(yōu)勢，在可再生的綠色能源 開發(fā)開發(fā) 領(lǐng)域中占有突出的地位，具有重要的開發(fā)利用價值。截至到 2021 年12 月，全球風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到 ，風(fēng)力發(fā)電量已經(jīng)占到世界總電量的%[3]。增大風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量就減少了基礎(chǔ)設(shè)施的費(fèi)用，而且同樣的裝機(jī)容量需要更少數(shù)目的機(jī)組，這也節(jié)約了成本。由于中國在制造業(yè)方面有很強(qiáng)的比較優(yōu)勢，隨著本地化生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)數(shù)量逐漸增多，成本還會逐漸下降?，F(xiàn)代 600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，每個轉(zhuǎn)子葉片的測量長度大約為 20米，而且被設(shè)計得很象飛機(jī)的機(jī)翼。 液壓系統(tǒng)：用于重置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動力閘。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指 令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的 13 生產(chǎn)過程；而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。 如圖 37 所示 16 圖 36 小型機(jī) 圖 37 中、大型機(jī) 17 plc 的工作特點(diǎn) PLC 的工作過程 （ 1） plc 是如何工作的 PLC 是在系統(tǒng)程序的管理下，依據(jù)用戶程序的安排，結(jié)合輸入信號的變化，確定輸出口的變化，以推動輸出口上所連接的現(xiàn)場設(shè)備工作。 3） 編程簡單，便于普及。這些傳感器信號將傳送至控制器進(jìn)行運(yùn)算處理。 目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高 電阻變化率越??；銅電阻在測溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系，溫度線數(shù)大，適用于無腐蝕介質(zhì)，超過 150 易被氧化。 5 監(jiān) 測電機(jī)溫度的軟件編程 為了把 PT100 隨溫度變化的電阻 轉(zhuǎn)換成電壓，模擬量輸出作為作為恒電流源而使用，即輸出 恒電流供給 PT100 傳感器，在這個電路中，產(chǎn)生了5mA/℃的線性輸入電壓，模擬量模塊把這個電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，程序周期性的讀這些數(shù)字量，并將所讀的這些數(shù)顯示出來。 （ 1） 連接分布圖 圖 413 同時由 Overspeed 模塊判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速是否超過設(shè)定保護(hù)值。 g、充電時發(fā)熱量低。 畢業(yè)設(shè)計是理論和時間的結(jié)合體，讓我對以前的知識加深了理解，也讓我進(jìn)一步認(rèn)識到了自己的不足，自己解決問題的思維能力需要加強(qiáng)，同時我對自動化控制的理解和認(rèn)知程度又上了一個層次。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 監(jiān) （監(jiān)）測系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵部分，很大程度上決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的性能。當(dāng)來自滑環(huán)的電網(wǎng)電壓掉電時，備用電源直接給變槳控制系統(tǒng)供電，仍可保證整套變槳電 控系統(tǒng)正常工作。 計數(shù)脈沖測量 該測量方式由兩個 Gpulse(脈沖電壓測速 )模塊和一個 Gspeed(發(fā)電機(jī)速度測量 )模塊構(gòu)成，先由 Gpulse 模塊測量出發(fā)電機(jī)電壓信號頻率 f，輸出一個脈沖列進(jìn)入 Gspeed 模塊， Gspeed 模塊處理后將脈沖轉(zhuǎn)化為對應(yīng)轉(zhuǎn)速的模擬量輸送到風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)，并由主控制系統(tǒng)軟件計算電機(jī)轉(zhuǎn)速。 對于一些特殊的測溫場合，還可以選用一些專業(yè)型熱電阻，如，測量固體表面溫度可以選用端面熱