無(wú)刷同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)研究.pdf

1、目前,世界各國(guó)都在競(jìng)相發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè),在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最佳時(shí)機(jī),研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)都有著深遠(yuǎn)的影響。從國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障主要是由于控制系統(tǒng)的可靠性不高所引發(fā)的,有的甚至引發(fā)較大的事故,因此,對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究至關(guān)重要。針對(duì)現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電控制裝置的不足,本文提出了一種新型的風(fēng)力發(fā)電控制裝置——無(wú)刷同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)。
　　 首先,本文對(duì)風(fēng)

2、力發(fā)電的基本理論、無(wú)刷同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)組成及其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了介紹。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電的控制要求,對(duì)無(wú)刷同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),整個(gè)控制系統(tǒng)由三個(gè)部分組成,分別是機(jī)艙柜、機(jī)塔柜和輪轂柜。
　　 其次,對(duì)控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部分進(jìn)行功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并詳細(xì)列出了系統(tǒng)控制參數(shù)。本文提出了以PLC處理器作為主控制器的控制方案,運(yùn)用西門子S7-300的可編程邏輯控制器對(duì)無(wú)刷同步風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件組態(tài),包括CPU模塊、模擬量

3、模塊、數(shù)字量模塊和通訊模塊的選擇?？刂葡到y(tǒng)采用西門子STEP7軟件為開(kāi)發(fā)工具,設(shè)計(jì)了主程序流程圖、變槳控制流程圖、偏航與解纜系控制的流程圖和相應(yīng)的聯(lián)鎖保護(hù)機(jī)制。同時(shí),介紹了觸摸屏設(shè)計(jì),對(duì)各個(gè)控制界面進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
　　 同時(shí)本文提出了將軟冗余技術(shù)應(yīng)用到無(wú)刷同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控單元中,即采用雙CPU模塊實(shí)現(xiàn)軟冗余控制,兩個(gè)CPU模塊都有相對(duì)獨(dú)立的決策和執(zhí)行能力,之間通過(guò)以太網(wǎng)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效率運(yùn)行,具有一

4、定的創(chuàng)新性和實(shí)用性。軟冗余技術(shù)的應(yīng)用更大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。
　　 最后,對(duì)無(wú)刷同步風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析,闡述了控制系統(tǒng)的可靠性要求及控制功能。為了驗(yàn)證無(wú)刷同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)越性,建立了風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)室,對(duì)無(wú)刷同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了從理論到實(shí)踐,從數(shù)學(xué)模型研究到風(fēng)電試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)深入系統(tǒng)的研究。該課題也是山東長(zhǎng)星風(fēng)電科技有限公司“同步無(wú)刷風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)研制和產(chǎn)業(yè)化”的重要組成部分。目前,該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)在內(nèi)蒙