畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于plc的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘要全球人口增長(zhǎng)和發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張，到2050年，世界能源需求可能翻番甚至增加兩倍。地球上的全部生命都依賴于能源和碳循環(huán)。能源對(duì)經(jīng)濟(jì)級(jí)社會(huì)發(fā)展都至關(guān)重要，但這也帶來了環(huán)境方面的挑戰(zhàn)。我們必須探索能源生產(chǎn)與消費(fèi)的各個(gè)方面，包括提高能效、清潔能源、全球碳循環(huán)、碳資源、廢棄物和生物質(zhì)，還要關(guān)注它們與氣候和自然資源問題之間的關(guān)系。風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展是時(shí)代的需要。在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中，基于PLC為主控制器的設(shè)計(jì)是未來的發(fā)展方向。本設(shè)計(jì)基于PLC的

2、風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)，旨在保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)、齒輪箱、液壓系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)正常工作；通過選擇合適的控制方法，使系統(tǒng)能更加穩(wěn)定的運(yùn)行，進(jìn)而可以有效提高風(fēng)力利用率。設(shè)計(jì)中主要對(duì)發(fā)電機(jī)控制電路、偏航控制電路、齒輪箱及液壓站的運(yùn)行和工作情況進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并繪制了相應(yīng)的電氣原理圖。在控制電路中還說明了PLC、電動(dòng)機(jī)及相應(yīng)低壓器件的型號(hào)選擇，繪制了IO接線圖；在發(fā)電機(jī)控制電路中，設(shè)計(jì)了發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方面；偏航電路中，設(shè)計(jì)了對(duì)風(fēng)、解纜功能；在液壓系統(tǒng)中，

3、設(shè)計(jì)了溫控、壓力控制功能；在齒輪箱系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了油位控制功能。同時(shí)在設(shè)計(jì)中還詳細(xì)編寫了各部分的控制程序，并進(jìn)行了相關(guān)調(diào)試，另外利用S7200仿真軟件進(jìn)行了系統(tǒng)仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：可編程控制器；偏航；液壓系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；風(fēng)力發(fā)電第1章引言1.1目的和意義由于全球人口增長(zhǎng)和發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張，到2050年，世界能源需求可能翻番甚至增加兩倍。地球上的全部生命都依賴于能源和碳循環(huán)。能源對(duì)經(jīng)濟(jì)級(jí)社會(huì)發(fā)展都至關(guān)重要，但這

4、也帶來了環(huán)境方面的挑戰(zhàn)[1]。我們必須探索能源生產(chǎn)與消費(fèi)的各個(gè)方面，包括提高能效、清潔能源、全球碳循環(huán)、碳資源、廢棄物和生物質(zhì)，還要關(guān)注它們與氣候和自然資源問題之間的關(guān)系。風(fēng)電是目前技術(shù)最成熟、最具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力且極具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕鍧嵞茉?，發(fā)展風(fēng)電對(duì)于改善能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保障能源安全和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展等方面有著及其重要的意義[2]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)電領(lǐng)域，控制方式從基本單一的定槳距失速控制向變槳距和變速

5、恒頻控制方向發(fā)展。目前的控制方法是：當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電磁力矩或風(fēng)力機(jī)漿距角使葉尖速比保持最佳值，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲。控制方法基于線性化模型實(shí)現(xiàn)最佳葉尖速比的跟蹤，利用風(fēng)速測(cè)量值進(jìn)行反饋控制，或電功率反饋控制[3]。但在隨機(jī)擾動(dòng)大、不確定因素多、非線性嚴(yán)重的風(fēng)電系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法會(huì)產(chǎn)生較大誤差。因此近些年國(guó)內(nèi)外都開展了這方面的研究。一些新的控制理論開始應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)。如采用模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制、魯棒控制等。使

6、風(fēng)機(jī)控制向更加智能方向發(fā)展。傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電控制方法存在諸多不足，引起較大的能量損失，基于PLC為主控制器的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，編程方便，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性較高，并且維護(hù)起來比較方面，能夠直觀的反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的變化狀態(tài)，通過編程工具可以直接觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，極大的方面了維護(hù)人員查找故障，縮短了對(duì)系統(tǒng)維護(hù)的時(shí)間。隨著新型控制算法的研究和應(yīng)用，可以有效提高風(fēng)能利用效率，對(duì)于提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量，減小風(fēng)電成本具有重要意義[4]。1.