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1、新疆大学科学技术学院College of science technology Xinjiang University学生毕业论文(设计)题 目： 风力发电机组桨距控制系统设计指导教师: 学生姓名： 专 业： 电气工程及自动化班 级： 电气07-1完成日期： 2011年5月18日声 明郑重声明，本片风力发电机组桨距控制系统设计论文是在老师的精心指导以及查阅资料独立完成的，没有任何版权问题，没有剽窃、抄袭他人的成果，否则，由此造成的一切后果由本人负责。 本人签名： 新疆大学科学技术学院学生毕业论文（设计）任务书学生姓名 学号 专 业 电气工程及其自动化 班级 论文（设计）题目 风力发电机组桨距控
2、制系统设计 论文（设计）来源 教师科研 要求完成的内容 （1）查阅相关资料，掌握定速风力发电机组的工作特性 （2）查阅相关资料，掌握变速风力发电机组的工作特性 （3）研究桨叶的气动特性，翼型的失速控制原理 （4）研究变桨距控制系统的工作原理 （5）研究主动失速控制系统的工作原理 （6）完成毕业设计说明书一篇 发题日期：2011年3月9日 完成日期：2011年5月18日 指导教师签名 摘 要空气流动所形成的动能极为风能。风能利用形成主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能。随着风电技术不断进步，容量逐步增大，单机容量已达几百千瓦，并有兆瓦级风力发电机问世，近十几年来风力发电机产品质量有了
3、显著提高，作为一种新的，安全可靠的，干净的能源而受到国际上风资源丰富国家的关注与大规模开发。桨距控制可以最大限度的捕获风能。桨距控制系统是风力发电机组的关键技术之一，本文对风力发电机组的桨距控制系统做了较为全面的分析及介绍。首先简述了风力发电的现状和发展的趋势，介绍了定速定桨和变速变桨风力发电机组的特点，综述了发电机组的构成及各部件的功能。阐述了课题研究的意义，并提出了本文主要研究的内容。深入学习定速发电机组的失速控制原理，在此基础上对变桨距控制和主动失速控制进行研究。 关键字：风力发电机组；定速发电机组；失速控制；变桨距；主动失速； AbstractAir flow formed by ki
4、netic energy extremely wind power. Wind energy formation is mainly will atmospheric motion with the kinetic energy when converted into other forms of energy. The wind technology unceasing progress, increasing capacity, standalone capacity has reached several hundred kw, and have megawatts wind gener
5、ators was published, grade nearly ten years wind-driven generator product quality has been improved greatly, as a kind of new, safe and reliable, clean energy and wind resources are rich countries by international concern and the large-scale development. OARS from control can maximum capture the win
6、d. OARS from control system is the key technology of wind turbine generators of this paper WTG oar distance control system to do a comprehensive analysis and introduce. First, this paper expounds the present situation and development of wind power, introduces the trend set OARS and variable speed ch
7、ange several OARS WTG summarized the characteristics of generating units, the composition and function of each component. Expounds the significance of research subjects, and puts forward the contents of this paper mainly studies. Further study using generator stall control principle, on the basis of
8、 distance control and active variable oar control stalled. According to their respective characteristics PI control simulation.Keyword:wtg；Fixed speed wind generators；Stall control；From control variable oar； Active stall目录1绪论11.1风力发电机的起源11.22010年我国风力发电的现状11.3 2010年我国风电装机容量21.4 世界风力发电的现状51,5 未来我国风力发电
9、的发展趋势61.6 总体概述62风力发电机组的组成82.1 叶片92.2轮毂92.3 机舱112.4 齿轮箱112.5 塔架133 定速风力发电机组（定桨距失速型）143.1 双速发电机143.2 定桨距风力发电机组的特点143.3失速控制原理153.4定桨距失速调节164变速恒频风力发电机组（变桨距）174.1变速的必要性174.2 变桨距风力发电机组的优点及其调节194.3变桨系统的工作原理194.4变速风力发电机组的运行区域194.5桨距控制方案214.6变桨距控制215 变桨距主动失速型风力发电机组235.1 风力发电机组功率控制的方式235.2 主动失速技术的优点245.3主动失速型
10、风力发电机组的基本思想255.4桨叶的失速调节原理25致谢28参考文献29. . .1 绪论风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。风能利用已有数千年的历史。在蒸汽机发明以前，风帆和风车是人类生产和生活的重要动力装置。埃及被认为可能是最先利用风能的国家，约在几千年前，他们就开始利用风帆来帮助行船。波斯和中国也在很早就开始利用风能，主要使用垂直轴风车。我国至少在3000年前的商代就出现了帆船，到唐代，风帆船已广泛用于江河运输。最辉煌的是明代，14世纪郑和七
11、下西洋，庞大的帆船队功不可没。明代以后，风车广泛应用，沿海一带主要用于帆船和风力机提水灌溉，制盐。在欧洲到中世纪才广泛利用风能，荷兰人发明了风车。18世纪荷兰曾用近万台风车排水，在低洼的海滩上围海造田，成为风车之国。成为有名的农用风车，最多达到了600万台。随着蒸汽机的出现，以及煤，石油，天然气的开采，风力机无法和蒸汽机，内燃机，电动机等相竞争，逐渐被淘汰。到了19世纪末，开始利用风力发电，特别是在20世纪70年代，利用风力发电进入了一个蓬勃发展的时代 1 。1.1 风力发电机的起源1973年的石油危机之前，风力发电技术仍处于科学研究阶段，主要在高校和科研单位开发研究，政府从技术储备的角度提供
12、少量科研费。1973年以后，风力发电作为能源多样化措施之一，列入能源规划，一些国家对风力发电以工业化试点应用给予政策扶持，以减税、抵税和价格补贴等经济手段给予激励，推进了风力发电工业化的发展。进入90年代，风力发电技术日趋成熟，风场规模式建设；另一方面全球环境保护严重恶化，发达国家开始征收能源和碳税，环保对常规发电提出新的、严格的要求。情况变化缩短了风力发电与常规发电价格竞争的差距，风力发电正进入商业化发展的前夜。 我国风力发电起步于80年代末，集中在沿海和新疆、内蒙风能带。19861994年试点，1994年新疆达坂城2号风场首次突破装机10 MW(当年全国装机25 MW)，4年后，全国装机2
13、23 MW，增长9倍，占全球风力发电装机的2.3% 2 。1.2 2010年我国风力发电的现状装机容量继续增长，但增速明显放缓2010年，风电产业依旧是最受人们关注的新能源产业，并已被列入国家七大战略新兴产业。在全球大力发展清洁能源的大好时机下，我国风电装机容量继续保持增长。全年新增装机1602.2万千瓦，累计装机4182.7万千瓦（如图1-1）。与2009年新增装机1380万千瓦、累计装机2580万千瓦相比，2010年风电新增装机增长率仅为16%，累计装机增长率为62%，相比过去四年里风电装机容量连年翻番增长的态势，2010年我国风电装机容量增速明显放缓，风电产业正逐渐步入平稳增长3。图1-1 2006-2010年我国总装机容量国家重视风电产业，海上风电成为新宠为达到我国在哥本哈根会议上提出的“到2020年非化石能源占一次能源消费的比重达到15%、单位GDP二氧化碳排放强度比2005年下降40%-45%”的目标，2010年，国家陆续出台了一系
