基于plc的风力发电机的变速控制.doc

第一章 绪论 1.1 国内风力发电技术发展概况 近年来，我国的风力发电技术取得了显著的进步，成为全球风能市场的重要参与者。随着环保意识的提高和可再生能源政策的推动，风力发电逐渐成为替代传统化石能源的重要方式。变速恒频风力发电技术，因其能有效提升风能利用效率，减少对电网的影响，已经成为国内风电行业的主流技术。该技术的核心在于通过调整风力发电机的转速以适应不同风速条件，从而保证发电效率的稳定。 1.2 风力发电机变速的优点 变速风力发电技术的优势主要体现在以下几个方面： 1) 提高发电效率：在低风速时，通过增大桨距角或调整转速，可以增加风力发电机的捕风能力，提高发电效率。 2) 减少机械应力：允许发电机转速变化，能更好地匹配风速变化，减少机械载荷，延长设备寿命。 3) 改善电能质量：通过控制发电机转速保持恒频，可提供稳定的电能质量，降低对电网的影响。 4) 增强系统适应性：变桨距控制使得风力发电机组能够适应更广泛的风速范围，提高整体发电效益。 第二章 变速恒频风力发电系统的工作原理 变速恒频风力发电系统主要由风力机、发电机、变桨系统和电力电子转换器等组成。风力机捕捉风能并转化为机械能，发电机将机械能转换为电能。变桨系统通过调整桨叶角度来改变风力机的气动特性，从而控制发电机的功率输出。电力电子转换器则用于将发电机产生的交流电转换为与电网频率同步的交流电。 第三章 变桨距控制与PLC的应用 3.1 变桨距控制 变桨距控制是变速风力发电机组的关键技术之一。它通过伺服系统调整桨叶的攻角，使风力机在不同风速下保持最佳功率输出。在低风速时增大桨距，提高捕风面积；在高风速时减小桨距，限制发电机转速，防止过载。 3.2 PLC控制系统 PLC（可编程逻辑控制器）在风力发电中的应用主要体现在变桨系统和发电机转速控制上。它能够接收风速传感器提供的实时数据，根据预设算法快速做出决策，调整电机的转速或桨距角，确保系统的稳定运行。PLC的优势在于其灵活性、可靠性和强大的处理能力，可以实现复杂控制逻辑，并具有良好的抗干扰能力。 第四章 风机变桨系统结构与组成 风机变桨系统包括PLC控制系统、风速传感器、轮毂控制柜、直流控制电机、蓄电池和整流器。这些组件协同工作，实现桨距的精确调节。风速传感器监测风速，PLC接收信号后计算控制指令，通过直流电机调整桨距，整流器将电池的直流电转换为交流电供给电机，蓄电池则为系统提供备用电源。 第五章 结论 基于PLC的风力发电机变速控制技术是现代风能领域的关键技术，它极大地提高了风力发电的效率和稳定性。随着技术的不断进步，未来风力发电系统的智能化、自动化程度将进一步提升，为实现可持续能源目标贡献力量。