基于PLC的風力發(fā)電變槳控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、工業(yè)的跳躍式進步，使得煤炭、石油等不可再生能源被過度開采，不僅在使用過程中造成了對環(huán)境的污染，而且這些化石礦物分布的不均，也使世界各國為此頻起爭端。面對這樣的窘境，開發(fā)清潔的、可再生能源代替，對解決這些問題有著重要的意義。而風能就是一種新型的、無污染能源，利用風能發(fā)電已經(jīng)被全世界廣泛提倡和推廣。隨著相關(guān)科學技術(shù)的不斷進步，變槳風電機組這種通過調(diào)節(jié)槳距角保持機組輸出功率穩(wěn)定的發(fā)電方式逐漸成為了大型風電機組的主流，其相關(guān)的變槳控制技術(shù)也在不

2、斷地完善、進步。
　　通過閱讀大量國內(nèi)外文獻資料，研究風力發(fā)電機組及控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，對變槳控制系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)、功能和工作流程進行了詳細的分析，結(jié)合實際生產(chǎn)工藝要求，對市場上的主流變槳驅(qū)動裝置進行了比較和選型，最終采用三槳葉獨立電動變槳方式。
　　由于PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，擁有很多優(yōu)勢，且價格合理，綜合各方面因素，本文選擇西門子S7-300作為控制器。
　　調(diào)節(jié)槳距角以保持機組輸出功率最優(yōu)是本文研

3、究和設(shè)計控制系統(tǒng)的主要內(nèi)容。通過分析風電機組的空氣動力學特性，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了變槳控制系統(tǒng)在不同風速段時的控制策略，鑒于PID控制穩(wěn)定性好、控制算法簡單、響應(yīng)速度快且能實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)等特點，本文利用西門子STEP7下位軟件，通過功率偏差及PID算法調(diào)節(jié)等相關(guān)程序塊進行了控制程序編寫。利用力控組態(tài)軟件良好的兼容性，在上位機創(chuàng)建了變槳控制系統(tǒng)的操作監(jiān)控畫面，并完成了與下位機的通訊組態(tài)。
　　通過調(diào)試，本文所設(shè)計的變槳控制系統(tǒng)能夠在各種風