【正文】 的就是采用獨立變槳距控制的發(fā)電機組，它最主要的特點就是能夠用風力機葉片軸心處的風俗對各個葉片進行同步控制。但是由于風力發(fā)電機的容量在增長中，所以風力機的葉片也會越來越長，因此風力機上的葉片載荷會越來越大，而實際上，由于與地面之間會存在摩擦，而且風速也會隨著高度的變化而變化，風力機風輪掃略的風速隨著高度的變化而變化，這些個問題都會影響到風力機的使用壽命。本文采用非線性PID控制來對集中變槳距控制器進行設(shè)計，以使的風力發(fā)電機組的輸出功率始終維持在一定的范圍內(nèi)；再通過采用狀態(tài)反饋控制以及極點配置的方法來設(shè)計修正變槳距控制器，來減小風力機葉片上的載荷。我們在階躍的風速和隨機的風速下對風力發(fā)電機進行數(shù)字仿真的研究，結(jié)果表明獨立變槳距控制能夠減少風力機葉片上的載荷，從而有助于增加風力機的使用壽命，而且具有非常好的動態(tài)性能和靜態(tài)誤差。關(guān)鍵詞：變槳距；節(jié)距角；發(fā)電機Abstract At present ,variable pitch control with turbine is widespread in the market. This wind turbine uses the wind speed on the axis of the blade as the reference wind speed of wind blade synchronous control. In fact , because of the existing of ground friction,the wind speed if changing with the height and the wind speed in the surface of revolution of the wind blades. With the increasing of the wind turbine capacity,the difference of the blade wind speed with different spin high degree is gradually increasing,making the loads of the blades tend to gradually increase,this problem has seriously affected the wind turbine life. The state feedback control has a good regulating effect in the vicinity of a wind turbine stable point,but if the system is required relatively high of dynamic performance, it is difficult for the independent variable pitch control based on the feedback to achieve the design intention. The amended pitch plus the collective pitch is the independent pitch. Through the simulation of the wind turbine under the step and the random wind ,it follows that the independent variable pitch control of wind power generation system can reduce the loads of blade and extend service life of wind turbine, on condition that the output power is kept stable . Keywords: Variable pitch ；Pitch Angle； generator目錄摘要 第一章 緒論 目的及意義 1 3 4 4 5第二章 變槳距系統(tǒng)方案設(shè)計 7 8 10第三章 風力發(fā)電機組變槳距控制 11 11 12 13第四章 基于反饋的獨立變槳距控制器 14 15 16 16 16第五章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 18 18 20 24第六章 結(jié)論與展望 25參考文獻 24致謝 27第一章 緒論、目的及意義在現(xiàn)代社會，我們的經(jīng)濟建設(shè)離不開能源。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們對于能源的需求日益增大，同時也產(chǎn)生了越來越多的環(huán)境問題，如大氣污染、水環(huán)境惡化與礦物質(zhì)能源的枯竭等。因此，改變能源結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)可再生能源，減輕環(huán)境污染，提高人們的生活水平等已經(jīng)成為現(xiàn)代能源發(fā)展的必經(jīng)之路。隨著社會的發(fā)展和革新，傳統(tǒng)的能源已經(jīng)越來越不能滿足人們對額要求，并且傳統(tǒng)的能源物質(zhì)伴隨著有環(huán)境污染等現(xiàn)象。因此，從人類的可持續(xù)發(fā)展的過程來看，我們十分有必要去加強對于可再生能源的開發(fā)與利用。從20世紀80年代開始世界能源危機以來，各國之間就開始加強國家間的相互合作，投入了大量的人力、物力和財力，來開發(fā)和研究新能源和可再生能源的利用。其中又以風能領(lǐng)域的研究突破最大。對于一些缺水、缺能源和交通不方便的牧區(qū)、島嶼、高原地帶等，這些地方的風力資源都比較豐厚，具有非常大的開采潛能，非常適合風能的開采利用，同時又能夠解決該地區(qū)能源短缺的問題，大有可為。通過在地面上安裝幾臺或者幾十臺的風力發(fā)電機組，然后將他們并聯(lián)在一起，通過計算機進行統(tǒng)一的控制，并網(wǎng)發(fā)電，為電網(wǎng)供電的這種電能利用的方式我們成為風力發(fā)電機組。大規(guī)模開發(fā)利用風能的主要方式是風能發(fā)電，這也是世界上現(xiàn)在的一種主要的發(fā)展趨勢。據(jù)了解，我國目前所具有的風能資源總量為32億MW，可開發(fā)利用的風能總共有13億MW。在2009年底，我國的風力裝機的總量已經(jīng)達6億kW。雖然我國的裝機規(guī)模非常高，但相比于美國等發(fā)達國家而言，我國的增長速度遠遠落后于歐美強國，沒有達到發(fā)達國家的標準。隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，國家在風力發(fā)電方面的投入不斷的加大，投入大量的精力，把開發(fā)可再生的綠色資源放在國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的優(yōu)先地位。風力發(fā)電設(shè)備和裝置通常都要求被放在位置比較遠的郊區(qū)、島嶼、荒漠地區(qū)，因此，對于其中存在的技術(shù)問題、運行過程及管理過程都存在著很大的問題。風力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)就是風力發(fā)電的控制系統(tǒng)的設(shè)計，這也是風力機組能夠正常運行的關(guān)鍵所在。風輪是把風的動能轉(zhuǎn)化為機械能的一個非常重要的部件 ，它是由三只螺旋槳葉組成的。這里對于螺旋槳葉的要求非常高，要求強度要高，但是質(zhì)量要小，目前采用最多的就是玻璃鋼和其他的復(fù)合材料來制造。為了保持風輪能夠獲得一個較大的功率，我們在風輪的背面還需要加裝一個尾舵。因此，它一般都會修的非常高，目的就是為了能夠獲得較大而且均勻的風力，而且需要足夠的強度。發(fā)電機的作用就是把風輪的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到一定的狀態(tài)。對于不同的機型，每一種機型的控制系統(tǒng)都是不一樣的，都需要有相應(yīng)的一套軟硬件設(shè)備。變速恒頻機組的特點已經(jīng)得到研發(fā)部門級社會的認可，不久的將來將會成為主流機型。由于在自然界的風的方向是不定向的，尤其是在額定的風速的條件下，風力發(fā)電機有可能產(chǎn)生很大的靜態(tài)或者動態(tài)的沖擊。本文所要研究的問題是在電動變槳距控制的條件下，如何是風力發(fā)電機組的控制更加方便，更加可靠。一旦這種控制系統(tǒng)通過科研實驗得到驗證，風力場的運行可以不受傳統(tǒng)的風力控制系統(tǒng)的限制，并且該種控制系統(tǒng)可以節(jié)約成本，提高風電場的經(jīng)濟利益，促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，為人類提供源源不決的能源。到了70年代的時候，世界上的許多國家都開始研究并且生產(chǎn)大型的風力發(fā)電機組。計算表明，我們只需要利用地面風力的1%，就能夠滿足當時全世界的用電量。 風力發(fā)電發(fā)展的較快的國家主要有美國、澳大利亞、加拿大和日本等，到2009年底，全球已經(jīng)有700萬的用戶開始使用綠色能源。盡管到達地球的太陽能僅有2%的轉(zhuǎn)化為了風能，但是這2%的風能就足以滿足全世界的能源供應(yīng)，可利用的風能達到27000MW，總的 發(fā)電量為13000MW。風力發(fā)電已經(jīng)成為各個國家爭先發(fā)展的新型能源。 我國的風力發(fā)電起步較晚，但是發(fā)展速度相當快。我國確定了節(jié)能減排的目標，相應(yīng)的要大量減少火力發(fā)電，減少煤、石油、天然氣的使用量。同時，國家出臺了很多的國家戰(zhàn)略，使得風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常迅速，同時，也使的我國的經(jīng)濟走上了一個新的臺階。到2009年底，我國的風電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)躋身世界第二了。我國目前最大的風力發(fā)電機組的容量是5MW，使得我國的風力發(fā)電機組邁向兆瓦級的發(fā)展階段。所以，我國的風力發(fā)電機的發(fā)展還有很長的一段路要走，各種技術(shù)難題還需要各個專業(yè)