【導讀】師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論。文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。版，允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本。涉密論文按學校規(guī)定處理。要求完成的內(nèi)容，掌握風機發(fā)電機組的基本結構；硬件結構及功能；長能源、環(huán)境是當今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。較好的經(jīng)濟效益和社會效益，越來越受到各國的重視。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。航控制系統(tǒng)成為水平軸風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的重要組成部分。多用于小型的獨立風力發(fā)電系統(tǒng)，由尾舵控制，風向改變時，被動對風。本文設計是大型風力發(fā)電機組根據(jù)風速儀、風向標等傳感器數(shù)據(jù)，

　　

【正文】 偏航命令計時偏航時間 7 5 0 秒？Yes釋放偏航剎車發(fā)逆時針偏航命令計時偏航時間 7 5 0 秒？Yes2S2S2S正常剎車輸出偏航制動置偏航錯誤標記正常剎車輸出偏航制動置偏航錯誤標記Yes輸出偏航制動清計時偏航對風NoNoNo新疆大學科學技術學院畢業(yè)論文（設計） 24 (3) 解纜過程 圖 43 解纜過程 解纜過程輸出偏航制動置偏航開關動標記釋放偏航剎車2 秒后2 秒后左偏開關動 Y e s 發(fā)右偏航命令No 發(fā)左偏航命令計1 2 0 秒左偏開關動信號有計1 2 0 秒右偏開關動信號有Y e s正常剎車輸出偏航制動置偏航錯誤標記扭纜信號有 Y e s正常剎車輸出偏航制動偏航過載信號有Y e s置偏航過載標記NoNo手動偏航信號有Y e s執(zhí)行手動偏航過 程手動偏航信號無Y e s輸出偏航制動清手動偏航標記停止手動偏航No順/ 逆時針偏航開關動Y e s左右偏航開關同時動Y e s輸出偏航制動置偏航錯誤標記No執(zhí)行解纜過程置偏航開關動標記中偏位置開關動Y e s輸出偏航制動清偏航開關動標記解纜停止3 . 解纜過程NoNoNoNoNo新疆大學科學技術學院畢業(yè)論文（設計） 25 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。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，逆時針偏轉和停機偏轉。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。 新疆大學科學技術學院畢業(yè)論文（設計） 26 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。 結論與分析 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。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整機艙方向以及朝哪個方向調整能盡快對準風向。當需要調整方向時，微處理器新疆大學科學技術學院畢業(yè)論文（設計） 27 發(fā)出一定的信號給偏航驅動機構，以調整機艙的方向，達到對準風向的目的。 新疆大學科學技術學院畢業(yè)論文（設計） 28 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。而風力發(fā)電系統(tǒng)是典型的機電一體化技術系統(tǒng)，同時它還涉及到到空氣動力學、力學、材料科學等相關學科和領域，開展風力發(fā)電技術的研究，具有深遠的意義。 隨著《可再生能源法》在我國于 2020 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，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構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)的功能和組成結構。 （ 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。 （ 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 的基本結構和特點， 并使用 vb 簡單模擬風力發(fā)電機偏航控制過程。 現(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，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。應用當代非線性控制技術的發(fā)展成果，加強對風力發(fā)電機組的研制和對風能轉換系統(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。 新疆大學科學技術學院畢業(yè)論文（設計） 29 致謝 在本論文即將結束時，我真心感謝很多給與我學習和生活關懷幫助的人。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。 新疆大學科學技術學院畢業(yè)論文（設計） 30 參考文獻 [1]葉杭冶 .風力發(fā)電機組的控制技術 [M]，北京：機械工業(yè)出版社， 2020， 4578. 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[16]賀德馨 .風工程與工業(yè)空氣動力學 [M]，北京：國防工業(yè)出版， 2020， 154177. 新疆大學科學技術學院畢業(yè)論文（設計） 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 班 學號： 20202450037 指導教師姓名 : 王海云 職稱 : 副教授 評價內(nèi)容 具體要求 得分 方案論證（ 15 分） 能獨立查閱文獻和課題調研，能提出較科學、合理、可 行的實施方案。 論文 (設計 )內(nèi)容（ 30 分） 堅持實事求是科學態(tài)度，沒有造假和抄襲行為。觀點、結論正確、論證充分、設計合理。內(nèi)容與專業(yè)要求相吻合， 理論與實際聯(lián)系緊密。 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(nèi)容，工作量飽滿，有一定難度。 論文 (設計 )質量（ 20 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。圖樣繪制與技術要求符合國家標準，圖面質量符合要求。 創(chuàng)新性與應用價值 （ 15 分） 具有一定的創(chuàng)新性和應用價值。 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畢業(yè)論文（設計） 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： 20202450037 指導教師姓名 : 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。圖樣繪制與技術要求符合國家標準，圖面質 量符合要求，資料齊全。 論文 (設計 ) 內(nèi)容與質量 （ 60 分） 觀點、結論正確，論證充分，設計合理。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)新性與應用價值（ 15 分） 具有一定的創(chuàng)新性和應用價值。 總分（ 100 分） 評閱教師評語 : 評閱教師（簽名）： 年 月 日 新疆大學科學技術學院畢業(yè)論文（設計） 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： 20202450037 指導教師姓名 : 王海云 職稱 : 副教授 評價內(nèi)容 具體要求 得分 論文（設計）水平 （ 30 分） 論文（設計）內(nèi)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）報告 （ 25 分） 論文（設計）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（設計）內(nèi)容，報告時間符合要求。 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。 總分（ 100 分） 答辯小組評語 :