【正文】 動的故障檢測。其社會效益與經濟效益是不言而喻的。建立動態(tài)模型相對比較困難，這與實際風力發(fā)電機的運行情況并不太相符。 總分（100分） 指導教師評語: 指導教師（簽名）： 年 月 日新疆大學科學技術學院學生畢業(yè)論文(設計)評議書論文(設計)題目: 風力發(fā)電機組偏航控制系統(tǒng)設計學生姓名: 劉海龍 專業(yè)班級: 電氣091 學號：20092450037指導教師姓名: 王海云 職稱: 副教授評價內容具體要求得分規(guī)范程度（25分）結構合理、條理清楚、文理通順、用語符合專業(yè)要求，文體格式規(guī)范，圖表清楚。 , s Iamp。 工作量和難度（20分）遵守畢業(yè)論文（設計）管理制度，按期完成任務書規(guī)定的內容，工作量飽滿，有一定難度?，F(xiàn)今世界上的風力發(fā)電機正向大型化、智能化的方向發(fā)展。隨著《可再生能源法》在我國于2006年1月1日起正式實施，必將極大促進我國風力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展。當收到中間位置開關信號時執(zhí)行偏航制動，返回自動偏航過程。偏航過程分自動對風偏航、側風偏航、解纜偏航和手動偏航四個過程。(2)、開發(fā)高效，功能強大，程序員可以輕松使用visual basic提供的各種功能組件快速搭建一個應用程序。它的功能有兩個：一是要控制風輪跟蹤變化穩(wěn)定的風向；二是當風力發(fā)電機組由于偏航作用，機艙內引出的電纜發(fā)生纏繞時，自動解除纏繞。由于采用摩擦傳動，容易發(fā)生打滑現(xiàn)象，經常發(fā)生大風和霜凍天氣因打滑無法偏航的情況。具體采用內齒形式或外齒形式應根據(jù)機組的具體結構和總體布置進行選擇。偏航系統(tǒng)的一般組成結構，如圖32 所示。時，OPT1完全被遮住，輸出OV低電平。（2）風向儀安裝在機艙頂部隨機艙一起轉動，因此只能測量出機艙與來風方向的大致角度，以判斷從哪個方向偏航對風，并不能檢測出風的實際方向。用來支撐風力機及機艙內各種設備，并使之離開地面一定高度，以使風力機能處于良好的風況環(huán)境下運轉。圖24所示為雙饋異步感應發(fā)電機系統(tǒng)，通過軸承與齒輪箱機構聯(lián)結。在大型風力發(fā)電機中，發(fā)電機的極數(shù)愈多，增速箱的傳動比就可以越小。圖21 風機分類現(xiàn)代風機為了解決風力發(fā)電機發(fā)出的電時有時無，電壓和頻率不穩(wěn)定的問題，增加了齒輪箱、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等，現(xiàn)代風機的示意如圖22。風電場發(fā)展空間更加廣闊，已從內陸移到海上。風力發(fā)電的優(yōu)越性可歸納為五點:(1)風力發(fā)電是一種潔凈的自然能源。在這眾多的可再生能源中，目前發(fā)展最快、商業(yè)化最廣泛、經濟上最適用的，當數(shù)風力發(fā)電。建設一個風力發(fā)電場，從土建、安裝到投產，只需半年至一年時間；而煤電、核電的建設需要二至十年。% 如圖13。由于葉尖部分處于距離軸的最遠點，整個葉片作為一個長的杠桿，擾流器產生的氣動阻力相當高，足以使風力機在幾乎沒有任何磨損的情況下迅速減速，這一過程即是槳葉空氣動力剎車。由于繞線式異步發(fā)電機有滑環(huán)電刷，這種摩擦接觸式結構在風力發(fā)電惡劣的運行環(huán)境中較易出現(xiàn)故障。自動解纜包括計算機控制的凸輪自動解纜和紐纜開關控制的安全鏈動作計算機報警兩部分，以保證風電機組安全。這樣就避免了各類傳感器和艙內執(zhí)行機構與地面主控制器之間的通信線路及控制線路。時，OPT2完全或部分被遮住，輸出0～24V電信號。由于風力機總是選擇最短距離最短時間內偏航對風，有時由于風向的變化規(guī)律，風力機有可能長時間往一個方向偏航對風，這樣就會造成電纜的纏繞，如果纏繞圈過多，超過了規(guī)定的值，將造成電纜的損壞?；剞D支承是一種特殊結構的大型軸承，它除了能夠承受徑向力、軸向力外，還能承受傾覆力矩。）為了減小偏航驅動器的體積，也有采用低速大扭矩液壓馬達驅動，通過一級行星減速器裝置（WIND MASTER機組采用這種機構）。制動盤通常位于塔架或塔架與機艙的適配器上，一般為環(huán)狀，制動盤的材質應具有足夠的強度和韌性，如果采用焊接連接，材質還應具有比較好的可焊性，此外，在機組壽命期內制動盤不應出現(xiàn)疲勞損壞。就水平軸風力機而言，風向和風力機葉輪迎風面法線方向的夾角有以下兩種情況（以下角度都是相對的）：當風向與風力機葉輪迎風面法線方向角度差小于180o時，偏航角為： (32)通常，風向角度θW是相對于葉輪迎風面法線方向角度，故取θT＝0，偏航角度為： (33)如圖37所示（葉輪迎風面以粗實線表示，虛線表示風力機處于迎風位置），電機正轉，風力機機艙順時針調向。(2) 事件驅動的編程機制。但這樣使偏航系統(tǒng)的負載很大，容易出現(xiàn)故障，因此在設計時取消了高風速的側風保護。圖44 vb程序風向儀將采集的信號傳送控制計算機，計算平均風向，與偏航角度絕對值編碼器比較，輸出指令驅動偏航電機（帶失電制動），將機頭朝正對風向調整，并記錄當前調整角度，調整完畢電機停轉并啟動偏航制動，偏航制動如下圖45和圖46所示。由于風速的不穩(wěn)定性就使得風力發(fā)電機并不能總是工作在平穩(wěn)狀態(tài)。從長遠來看，風力發(fā)電具有極大的社會效益與經濟效益。 總分（100分） 評閱教師評語: 評閱教師（簽名）： 年 月 日新疆大學科學技術學院學生畢業(yè)論文(設計)評議書論文(設計)題目: 風力發(fā)電機組偏航控制系統(tǒng)設計學生姓名: 劉海龍 專業(yè)班級:電氣091 學號：20092450037指導教師姓名: 王海云 職稱: 副教授評價內容具體要求得分論文（設計）水平（30分）論文（設計）內容正確，撰寫規(guī)范、有一定的創(chuàng)新性和應用價值。論文（設計）答辯（45分）回答問題正確，有理論依據(jù)，基本概念清楚，邏輯性較強。王海云老師在課題研究階段，精心指導、認真講解設計過程中遇到的各種困難，在這里我向王老師表示真摯衷心的感謝！最后還要感謝我的同學，謝謝你們在設計過程中的支持與鼓勵。這就要求風力發(fā)電機的偏航系統(tǒng)根據(jù)風向與風機位置的不同而調向。 風力機偏航控制系統(tǒng)從原理上來說是一個位置伺服控制系統(tǒng)，即偏航電動機帶動風力機機艙負載使其根據(jù)傳感器發(fā)出的信號，進行位置調整，以達到對風。開始偏航時先執(zhí)行偏航制動，過2秒后再執(zhí)行釋放偏航剎車，2秒后執(zhí)行順/逆時針偏航。(4) 結構化的程序設計語言。時θe=θw 機艙順時針調向當風向與風力機葉輪迎風面法線方向角度差大于180176。圖36 偏航制動器結構圖制動鉗由制動鉗體和制動襯塊組成。但在NEDWIND機組中卻采用了一種其他類型的驅動裝置－鋼絲繩驅動，通過纏繞在回轉支承上的鋼絲繩兩端的兩個液壓缸驅動，通過控制液壓缸的往復運動，實現(xiàn)偏航、松繩、回缸幾個運動，完成偏航運動行程，使機艙偏轉一個角度?；剞D支承通常有帶內齒輪或外齒輪的結構類型，用于偏航驅動。解纜傳感器安裝在機艙底部，通過一個尼龍齒輪與偏航大齒圈嚙合，這樣在偏航過程中，尼龍齒輪也一起轉動。（3）風力發(fā)電機與風向成180176。 圖25控制系統(tǒng)結構圖3 偏航控制系統(tǒng)組成和原理風力機的偏航系統(tǒng)由偏航控制機構和偏航驅動機構兩大部分組成，其中偏航控制機構包括：（1）風向傳感器（2）偏航控制器（3）解纜傳感器機械驅動機構包括：（1）偏航軸承（2）偏航驅動裝置（3）偏航制動器偏航控制機構是風力機特有的伺服系統(tǒng)，機械驅動機構則是偏航系統(tǒng)的執(zhí)行機構。首先松偏航閘，封鎖傳感器故障的報告，當需要解纜且記錄數(shù)字為負時，控制偏轉電機正轉，當需要解纜且記錄數(shù)字為正時，控制偏轉電機反轉。目前，這種發(fā)電機形式成為各風電制造廠商生產的主流形式。隨著風力機單機容量的不斷增加，風力機發(fā)電效率和可靠性的不斷改善，大中型風力機的葉片材料逐漸由玻璃纖維增強樹脂發(fā)展為強度高、質量輕的碳纖維。如果國家政府沒有出現(xiàn)重大調整，根據(jù)市場發(fā)展預測，年平均增長將達到1800萬千瓦。塔筒與監(jiān)控、變電建筑僅占風電場約1%的土地，其余99%的場地可供農、林、牧使用。太陽輻射對地球表面的不均勻性加熱是風的主要成因。地球上大約有2%的太陽能被轉化成風能。運行可靠性從20世紀80年代初的50%提高到98%以上。2 風力發(fā)電機組系統(tǒng)構成及功能簡介概述目前投入商業(yè)運行的并網(wǎng)風力發(fā)電機組可分為定槳定速型和變槳變速型兩大類，主要采用籠式異步發(fā)電機、雙饋異步發(fā)電機和永磁同步發(fā)電機三種發(fā)電機。齒輪箱系統(tǒng)的特點是：（1）低速軸采用行星架浮動，高速軸采用斜齒輪（螺旋齒輪）浮動，這種兩級或者三級的復合齒輪形式，使結構簡化而緊湊，同時均載效果好。直驅式風力發(fā)電機組在我國是一種新型的產品，但在國外已經發(fā)展了很長時間。其功能是當風力機需要停止運轉或在大風時使風力機停止運轉以達到維修或保護風力機的目的。需要說明的是風力機上安裝的風向、風速計與氣象和氣候分析所用的測風設備不同有一些區(qū)別。（4）風力發(fā)電機與風向成逆時針90176。有的風力機的解纜傳感器中設置了有條件解纜和無條件解纜兩種解纜信號，目的是保證電纜在扭轉圈數(shù)較少的情況下，在無功率輸出或停機的情況下就進行解纜，以減少解纜時的停機次數(shù)和功率損失。輪齒可采用內齒或外齒形式。通常40分鐘偏航一圈。一般每臺風機的偏航制動器都備有2個可以更換的制動襯塊。時θe=360向176。(7) VB 、網(wǎng)絡功能等的增強。解纜偏航過程在收到順/逆時針偏航位置開關信號時執(zhí)行，表示風機向一個方向偏航過多。 結束語風能作為一種可再生“綠色能源”越來越受到世界各國的重視。（3）分析了發(fā)電機系統(tǒng)的偏航系統(tǒng)的原理及其功能，并且介紹了偏航系統(tǒng)的驅動機構和制動機構。觀點、結論正確、論證充分、設計合理。t consider that it39。論文(設計)內容與質量（60分）觀點、結論正確，論證充分，設計合理。它的發(fā)展必將帶動相關產業(yè)的發(fā)展，同時也會極大的減小對環(huán)境的污染。本文主要是對風力發(fā)電機的機械部分中的偏航控制系統(tǒng)進行了一定的研究。（1）程序主流程圖 圖41 程序主流程圖(2)自動偏航過程 圖42自動偏航過程(3) 解纜過程 圖43解纜過程 Vb編程設計作為風機的偏航控制系統(tǒng)，其主要作用就是根據(jù)風機的運行工況，正確的調整機組的迎風方向。當風向的采樣值說明現(xiàn)在正好對風，則執(zhí)行偏航制動。（5） 工程資源管理器(project experor)窗口保存一個應用程序所有的文件。為了減少偏航時的陀螺力矩，電機轉速將通過同軸連接的減速器減速后，將偏航力矩作用在回轉體大齒輪上，帶動風輪偏航對風，當對風結束后，風向標失去電信號，電機停止轉動，偏航過程結束。在偏航系統(tǒng)中，制動器可以采用常閉式和常開式兩種結構形式，常閉式制動器是在有動力的條件下處于松開狀態(tài)，常開式制動器則是處于鎖緊狀態(tài)。為了得到對稱的驅動扭矩，在大型風力發(fā)電機組上通常由兩臺或多臺驅動器驅動偏航系統(tǒng)?；瑒虞S承常用工程塑料做軸瓦，這種材料即使在缺少潤滑的情況下也能正常工作。但如果存在大風強風雷電等惡劣天氣時候，這樣的角位移傳感器極易損壞。以下就幾種情況加以討論：（1）風力發(fā)電機對準風向當風力發(fā)電機對準風向時，OPT1完全或部分（因此時不一定對風很準，且風向不時變化）被遮住，輸出0～24V(具體看對風的準確度)的電信號。相對于定槳距風力發(fā)電機組來說，變槳距風力發(fā)電機組的液壓系統(tǒng)也不再是簡單的執(zhí)行機構，作為變距系統(tǒng)，它自身是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用了電液比例閥或電液伺服閥，控制系統(tǒng)水平得到了極大的改善和提高，并逐漸發(fā)展成熟。當達到其規(guī)定的解纜圈數(shù)時，系統(tǒng)應自動解纜，此時啟動偏航電機向相反方向轉動纏繞圈數(shù)解纜，將機艙返回電纜無纏繞位置。開發(fā)直驅式風力發(fā)電機組是我國日后風力發(fā)電機制造的趨勢之一。二是運行中的風力發(fā)電機組在突然失去電網(wǎng)的情況下，槳葉自身必須具備制動能力，使風力發(fā)電機組能夠在大風情況下安全停機。圖11 1996~2011年全球風電每年新增裝機容量圖12 1996~2011年全球風電每年累計裝機容量風電行業(yè)在2011年仍然保持了較快的發(fā)展，根據(jù)不完全統(tǒng)計，截止到2011年12月末，（包括已經并網(wǎng)發(fā)電和等待并網(wǎng)發(fā)電），分布在31個省、直轄市、自治區(qū)和特別行政區(qū)。若考慮煤電的環(huán)境污染和交通安全等問題，風電的經濟性優(yōu)于煤電。在我們進入21世紀的今天，世界能源結構也正在孕育著重大的轉變，即由礦物能源系統(tǒng)向以可再生能源為基礎的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉變。核電的放射性廢料仍是一個較難解決的問題。這一數(shù)據(jù)表明全球累計裝機實現(xiàn)了21%的年增長，新裝數(shù)據(jù)達到6%。對于定槳距系統(tǒng)，其槳葉與輪轂的連接是固定的，即當風速變化時，槳葉的迎風角度不能隨之改變。近年來國內外風力發(fā)電機組故障率最高的部件當數(shù)齒輪箱，而齒輪箱的故障絕大多數(shù)是由于軸承的故障造成。由于風向的不確定性，風力發(fā)電機就需要經常偏航對風，而且