【文章內(nèi)容簡介】 這樣使偏航系統(tǒng)的負載很大，容易出現(xiàn)故障，因此在設(shè)計時取消了高風速的側(cè)風保護。當剎車系統(tǒng)出現(xiàn)閘塊磨損、計算機在兩套圓盤閘均處于剎車狀態(tài)時檢測到葉輪轉(zhuǎn)速信號2RPM(風機在剎車狀態(tài)下仍有轉(zhuǎn)速)、剎車過程中兩套圓盤閘都剎住6秒后檢測到葉輪轉(zhuǎn)速5RPM(因故障圓盤閘不能使風機停止轉(zhuǎn)動)，在執(zhí)行安全剎車過程的同時，采樣一分鐘風向，判斷風機是正好處于側(cè)風狀態(tài)，還是需要順時針偏航或逆時針偏航。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。當風向的采樣值說明現(xiàn)在正好側(cè)風，則執(zhí)行偏航制動。側(cè)風過程在故障信號清除時結(jié)束，返回自動偏航過程。解纜偏航過程在收到順/逆時針偏航位置開關(guān)信號時執(zhí)行，表示風機向一個方向偏航過多。不論正在執(zhí)行對風偏航還是側(cè)風偏航，中斷后立即執(zhí)行偏航制動，2秒后執(zhí)行偏航剎車釋放，2秒后執(zhí)行逆/順時針偏航。當收到中間位置開關(guān)信號時執(zhí)行偏航制動，返回自動偏航過程。手動偏航級別最高。只要收到手動偏航信號，停止現(xiàn)在的偏航過程執(zhí)行偏航制動，2秒后執(zhí)行偏航剎車釋放，2秒后執(zhí)行偏航過程。當手動偏航信號消失時執(zhí)行偏航制動，返回自動偏航過程。除此之外還要檢測偏航電機過載信號，對風、側(cè)風偏航過程中設(shè)有偏航時間過長的保護，解纜過程中設(shè)有兩個位置開關(guān)信號同時收到的故障檢測，解纜后120秒位置開關(guān)信號仍未消失的故障檢測，以及扭纜開關(guān)動的故障檢測。 根據(jù)風機主要運行控制過程，列出程序中主流程圖及重要的程序流程圖3幅如下。（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(shè)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(diào)整機組的迎風方向。所以風機無論在什么工況下，風機都離不開3中基本工作狀態(tài)，它們是：順時針偏轉(zhuǎn)，逆時針偏轉(zhuǎn)和停機偏轉(zhuǎn)。下面簡單介紹自動偏的過程，vb程序如圖44。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(qū)動偏航電機（帶失電制動），將機頭朝正對風向調(diào)整，并記錄當前調(diào)整角度，調(diào)整完畢電機停轉(zhuǎn)并啟動偏航制動，偏航制動如下圖45和圖46所示。圖45圖46注：順時針偏航和逆時針偏航是相對而言的，是機組的兩個不同方向的偏航過程，只要知道這兩個過程是相對的即可。 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(diào)整，以達到對風。工作原理即通過風傳感器檢測風向、風速，并將檢測到的風向信號送到微處理器，微處理器計算出風向信號與機艙位置的夾角，從而確定是否需要調(diào)整機艙方向以及朝哪個方向調(diào)整能盡快對準風向。當需要調(diào)整方向時，微處理器發(fā)出一定的信號給偏航驅(qū)動機構(gòu)，以調(diào)整機艙的方向，達到對準風向的目的。 結(jié)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。而風力發(fā)電系統(tǒng)是典型的機電一體化技術(shù)系統(tǒng)，同時它還涉及到到空氣動力學(xué)、力學(xué)、材料科學(xué)等相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域，開展風力發(fā)電技術(shù)的研究，具有深遠的意義。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。在這部法規(guī)中明確規(guī)范了政府和社會在可再生能源開發(fā)利用方面的責任與義務(wù)，確立了一系列制度和措施。在中國能源與環(huán)境形勢相當嚴峻的情況下，該法將引導(dǎo)和激勵國內(nèi)外各類經(jīng)濟主體參與開發(fā)利用可再生能源，促進可再生能源長期發(fā)展，使得可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中逐步占有重要地位，有效地減緩礦物燃料特別是煤炭帶來的環(huán)境問題，促進可持續(xù)發(fā)展。重視和努力推動我國風力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展正當其時。其社會效益與經(jīng)濟效益是不言而喻的。目前國內(nèi)的研究人員針對風力發(fā)電的研究主要局限在電氣方面的研究，而對于風力發(fā)電機的主體——機械部分少有涉及。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。風力發(fā)電機工作環(huán)境比較惡劣。因此在維護上不是很方便，且費用較高。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)。為了最大效率的發(fā)揮風力發(fā)電機的性能，必須使風力發(fā)電機時時對準風向。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(diào)向。本文主要做了以下工作：（1）敘述了國內(nèi)國外風力發(fā)電的狀況以及風能的概念。（2）介紹了風力發(fā)電系統(tǒng)的功能和組成結(jié)構(gòu)。（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(qū)動機構(gòu)和制動機構(gòu)。（4）根據(jù)風力發(fā)電機組電控系統(tǒng)對偏航控制系統(tǒng)的功能要求，介紹vb的基本結(jié)構(gòu)和特點， 并使用vb簡單模擬風力發(fā)電機偏航控制過程?，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。提高風力發(fā)電的效率與改善風電的品質(zhì)是風力發(fā)電研究的主要目的之一，但還存在著很大困難。其困難在于風力發(fā)電系統(tǒng)涉及空氣動力學(xué)，而風具有很強的流動性和可壓縮性，風速與風向是隨機變化的。由于不確定的因素比較多，目前風力發(fā)電系統(tǒng)的建模主要是采用了空氣動力的靜態(tài)模型。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。應(yīng)用當代非線性控制技術(shù)的發(fā)展成果，加強對風力發(fā)電機組的研制和對風能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的魯棒性控制研究，必將對風力發(fā)電的研究起到實際的推動作用。它的發(fā)展必將帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時也會極大的減小對環(huán)境的污染。中國資源利用協(xié)會可再生能源專業(yè)委員會主持、綠色和平與歐洲風能協(xié)會資助的報告同時指出：2030年，中國風能規(guī)?？蛇_1億千瓦；2050年前后，可達到或超過4億千瓦的裝機容量。2020年之后風電可以超過核電成為中國第三大主力發(fā)電電源，到2050年風電將超過水電成為第二大主力發(fā)電電源。從長遠來看，風力發(fā)電具有極大的社會效益與經(jīng)濟效益。致謝在本論文即將結(jié)束時，我真心感謝很多給與我學(xué)習和生活關(guān)懷幫助的人。王海云老師在課題研究階段，精心指導(dǎo)、認真講解設(shè)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(xué)，謝謝你們在設(shè)計過程中的支持與鼓勵。參考文獻[1][M]，北京：機械工業(yè)出版社，2002，4578.[2][M]，北京：中國電力出版社，2003，130190.[3][M]，北京：機械工業(yè)出版社，2004，6079.[4][M]，電氣傳動自動化，2003，100145.[5][M]，機電工程，2003，210267.[6][J]，電氣時代，2006，1620.[7][D]，北京：科技大學(xué)博士學(xué)位論文，2004.[8][J]，風力發(fā)電，2005，189（12）：2528.[9][J]，太陽能學(xué)報，2000年第5期.[10] 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風力發(fā)電機組偏航控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名: 劉海龍 專業(yè)班級: 電氣091 學(xué)號：20092450037指導(dǎo)教師姓名: 王海云 職稱: 副教授評價內(nèi)容具體要求得分規(guī)范程度（25分）結(jié)構(gòu)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。圖樣繪制與技術(shù)要求符合國家標準，圖面質(zhì)量符合要求，資料齊全。論文(設(shè)計)內(nèi)容與質(zhì)量（60分）觀點、結(jié)論正確，論證充分，設(shè)計合理。內(nèi)容與專業(yè)要求相吻合，理論與實際聯(lián)系緊密；查閱文獻有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力，有自己的見解。 創(chuàng)新性與應(yīng)用價值（15分）具有一定的創(chuàng)新性和應(yīng)用價值。 總分（100分） 評閱教師評語: 評閱教師（簽名）： 年 月 日新疆大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計)評議書論文(設(shè)計)題目: 風力發(fā)電機組偏航控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名: 劉海龍 專業(yè)班級:電氣091 學(xué)號：20092450037指導(dǎo)教師姓名: 王海云 職稱: 副教授評價內(nèi)容具體要求得分論文（設(shè)計）水平（30分）論文（設(shè)計）內(nèi)容正確，撰寫規(guī)范、有一定的創(chuàng)新性和應(yīng)用價值。論文（設(shè)計）報告（25分）論文（設(shè)計）介紹思路清晰，表達簡明扼要，重點突出，能全面準確介紹論文（設(shè)計）內(nèi)容，報告時間符合要求。論文（設(shè)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?？偡郑?00分）答辯小組評語: 答辯小組組長： 年 月 日論文(設(shè)計)綜合成績指導(dǎo)教師成績（30%）評閱教師成績（20%）小組答辯成績（50%）綜合成績（百分制）五級分制成績輔助資料： 新疆大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院College of science ＆ technology Xinjiang University學(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計)題 目：風力發(fā)電機組偏航控制系統(tǒng)指導(dǎo)老師：王海云學(xué)生姓名：劉海龍專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級：電氣091班完成日期：2013年5月30日新疆大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計）指導(dǎo)記錄指導(dǎo)教師姓名王海云學(xué)生姓名劉海龍學(xué)生班級電氣091學(xué)生學(xué)號20092450037指導(dǎo)時間： 年 月 日（星期 ） 第 次指導(dǎo) 合計 課時 指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)時間：