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变桨控制技术在阜新风电场生产建设中的应用研究

作　者: 童娇宇
导　师: 王晓东；曾学文
学　校: 昆明理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 风力发电变桨控制开发规划资源
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 24次
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内容摘要

随着社会的发展,能源的消耗越来越大,伴随而来的环境污染也日趋严重。为了保护环境,并解决能源不足问题,促使社会健康、稳定和可持续发展,必须大规模地开发和利用可再生的清洁能源。风能作为一种清洁的可再生能源,在国外已开发利用多年,技术水平也日趋成熟,正渐渐成为各国大力开发的新兴能源。我国高度重视风能的开发利用,正积极大力的推进我国的风能开发利用。从全国范围来看,辽宁省的风能资源相对贫乏,但在辽宁地区,地形对风速的影响非常显著。通常风速、平均风能密度和有效利用时间随海拔的上升而增大。在占辽宁省总面积约80%的山区,开发利用风能还是大有可为的。同时,辽宁省内地形起伏,制高点、迎风坡、鞍形狭管地段比比皆是,这为风能的开发利用、选址建场提供了潜在的场地,这些地方只要交通条件允许,都具有开发的条件。本文以辽宁阜新风电场的实际工程为背景,在对风电场规划设计过程的概况进行探讨和研究的基础上,对控制对象进行了详细的分析,并设计了变桨控制系统。控制系统根据风速的变化,通过桨距调节机构,改变桨叶攻角以调整输出电功率,更有效地利用风能。在实际生产中采用PLC实现变桨控制系统,完成控制系统的设计规划,并取得了较好的控制效果。最后对通过现场踏勘和调查走访,对风能资源、环境保护、地形地质、交通运输等方面的资料进行了综合分析规划,初步确定了风电场的装机规模及总体设计方案,并对风电场进行了投资初步匡算和财务分析,最终得出风电开发规划结论。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-14
  1.1 风电技术应用的背景和意义  8-9
    1.1.1 风电技术概况  8
    1.1.2 地区社会经济概况  8
    1.1.3 电网及负荷情况  8-9
    1.1.4 能源资源和电源结构  9
    1.1.5 风场开发意义  9
  1.2 风电技术研究现状  9-12
    1.2.1 辽宁省风能资源现状  9-10
    1.2.2 目前风电开发现状  10
    1.2.3 变桨控制技术在风力发电机组中的应用  10-12
  1.3 课题研究的工程背景  12
  1.4 本论文主要研究内容  12-14
第二章风电场建设开发的相关知识  14-24
  2.1 区域风能资源分析  14-15
  2.2 风电场所在地区气象站资料整理及分析  15-16
    2.2.1 参考气象站基本情况  15
    2.2.2 参考气象站风能资源概况  15-16
  2.3 风电场场址实测风速、风向数据分析  16-19
    2.3.1 阜北地区风资源分布初步分析  16-19
  2.4 风力发电机组轮毂安装高度的风资源特性  19-20
    2.4.1 风速随高度变化规律分析  19
    2.4.2 空气密度  19-20
    2.4.3 风电场轮毂高度处50年一遇10分钟平均最大风速  20
  2.5 场址区代表年风资源特征值  20-22
    2.5.1 平均风速和风功率密度  20-22
  2.6 风电场场址风能资源综合评价  22-24
第三章风电场设计的总体方案  24-44
  3.1 风电场厂址确定  24
  3.2 发电机组的选择  24-27
  3.3 风力发电机组布置  27-30
    3.3.1 风机轮毂高度风能资源  27-28
    3.3.2 风力发电机组布置原则  28-29
    3.3.3 风力发电机组布置方案  29-30
  3.4 风电场年上网电量计算  30-44
    3.4.1 风能的计算  30-33
    3.4.2 理论年发电量  33-44
第四章风力发电机组的基本原理及变桨技术的应用  44-68
  4.1 风力机的结构  44-45
  4.2 风力发电分类及容量  45-46
  4.3 风力发电机的原理及组成  46-47
  4.4 变桨距控制技术的原理及应用  47-66
    4.4.1 变桨距控制的意义  47-48
    4.4.2 PID算法  48-50
    4.4.3 PID控制模块设计  50-53
    4.4.4 变桨距控制  53-56
    4.4.5 华锐FL1500风电机组风机特性分析  56-66
  4.5 小结  66-68
第五章风电场效益分析  68-70
  5.1 环境效益和节能效益  68
  5.2 财务分析  68-70
    5.2.1 成本估算  68
    5.2.2 发电效益计算  68-69
    5.2.3 清偿能力分析  69
    5.2.4 财务评价结论  69-70
第六章结论与展望  70-72
  6.1 全文工作总结  70-71
  6.2 问题与展望  71-72
致谢  72-74
参考文献  74-76
附录A  76

变桨控制技术在阜新风电场生产建设中的应用研究

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