论文部分内容阅读
风能是绿色能源。风力发电在解决能源和环境问题上的积极意义，正在世界范围内得到快速发展，成为当今世界增长速度最快的能源，我国在风力发电上的投入和研究也正进入一个快速发展的时期。 为提高风能的利用效率和机械寿命，风力发电机组的研究工作在世界各地广泛的开展，各种有效的风力发电机组控制策略、算法被提出，但多集中于桨叶控制、发电机控制与并网控制，偏航控制未能取得有效的发展。针对这方面的问题，本论文展开了相应的研究。无论是变桨矩系统还是偏航系统，都是为了提高风能的利用率和提高发电效率。就偏航系统而言，就是要完成风力机叶轮始终正对风向的功能。 因为，风作为自然界的产物，具有随机性，风向总是在不断的改变，偏航控制系统成为水平轴风力发电机组控制系统的重要组成部分。风力发电机组的偏航控制系统，主要分为两大类:被动迎风偏航系统和主动迎风系统。前者多用于小型的独立风力发电系统，由尾舵控制，风向改变时，被动对风。后者则多用大型并网型风力发电系统，由位于下风向的风向标发出的信号进行主动对风控制。 为了有效的控制偏航系统，工业上开发除了应用卡尔曼滤波的PID控制器，还有模糊控制、最优控制等控制器，这些控制器的偏航控制信号均来源于风向传感器。由于起动和并网的需要，大型风力发电机组需要根据风速仪、风向标等传感器数据，对风、制动、开闸并确定起动，达到同步转速一段时间后，进行并网操作，开始发电。 本文在介绍了风力机的偏航控制机构、驱动机构以及控制系统的软硬件设计的基础上，基于上述对风方法各自有优缺点，提出了一种新型适用于大型风力发电机组的对风偏航控制算法——PID算法，将风向传感器的应用和PID算法相结合设计了控制器，给出了程序流程图。文章针对1MW的风力机组给出了偏航电机的计算方法和选择依据。