电信学院毕业设计开题报告-模板3

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1、电信学院毕业设计开题报告姓名拜占鹏专业电气工程及其自动化班级电力系统5班学号12230602指导教师张晓英、刘朝荣题目类型工程设计题A风力发电变桨距控制系统设计一、选题背景及依据（简述题目的技术背景和设计依据，说明选题目的、意义，列出主要参考文献）1.课题名称：风力发电机组变桨距控制系统的研究2.选题背景和意义2.1论文研究背景能源、坏境是人类生存和发展所要解决的紧迫问题，常规能源以煤、石油、天然气为主。它不仅资源有一限，而且造成了严重的大气污染。因此，对可再生能源的开发利用受到世界各国的高度重视。日前风能是具有

2、大规模开发利用前景的可再生能源之一。从全球范围来看，风力发电己经从试验研究迅速发展为一项成熟技术。现代风电技术面临的挑战主要包括进一步提高效率、提高可靠性和降低成本。中国拥有着狭长的海岸、辽阔的地域、风能资源极其丰富。根据统计数字，在全国陆地上风能的技术可开发量共计约2.53亿千瓦（根据地而以上10m高度的风力资料计算得出），在海上可开发利用的风能资源约7.5亿千瓦，风能资源的总量高达10亿千瓦,所以我国风能的开发利用潜力非常大［1］。截止到2008年12月底，全球的风电机组总装机容量已经超过了1.2亿千瓦；国内

3、已有25个省、市、自治区具有风电装机，累计风电机组装机量为11600台，风力发电机组总的装机容量达到1215.28万千瓦，同比增长105.8%o《全球风能展望2010》报告称，2010年，在每3台安装完成的风电机组中，就有1台在屮国。到2020年，屮国的风电机组总装机容量有可能达到现在的10倍，届时风力发电可解决全球约12%的电力需求量，到2030年更达到22%；随着风力发电产业技术的不断成熟和发展，变桨距风力发电机的优越性越来越突出：风力机运行的可靠性有了大大的提高；拥有高的风能利用系数和不断优化的输出功率曲线

4、；由于叶轮的重量有所减轻，因此风力机的受力状况有了极大的改善，这就有可能使风力机在不同的风速下运行时，始终保持着最佳的转换效率，从而获得最大的输出功率，提高风能利用率。冃前，单机容量越来越大，兆瓦级别的机组占据了主力位置，变桨距技术已经成为了风电的发展趋势。2.2选题的意义变桨距风力发电机组有很多的优越性，变桨距风力发电机组将会成为大型风力发电机组发展的主流［2］。而变桨距风力发电机组核心之一便是变桨距系统，其中的变桨距控制器也是非常重要，合理控制桨叶角度，在额定风速以下运行时与变速恒频技术结合能够最大限度的获取

5、能量，在额定风速以上运行时能够得到稳定的功率输出。控制器设计的是否合理直接关系到变桨距风力发电机组是否能够正常，可靠，安全的运行。我国幅员辽阔，蕴藏这丰富的风力资源。为了开发利用我国的风力资源，尽快研制生产具有自主知识产权的风电设备，减少对进口设备的依赖，降低风电的制造成本对我国的新能源产业发展具有重要的意义。木课题对变桨距风力发电机组的变桨距控制系统进行研究，希望对我国变桨距控制系统的国产化提供有益参考，具有重要的现实意义。尽快研制生产具有自主知识产权的风电设备，减少对进口设备的依赖，降低风电的制造成本对我国的

6、新能源产业发展具有重要的意义。3•风力发电变桨控制系统国内外的研究现状风力发电发展到，二十世纪八十年代，风力发电机装机还很少，技术也不够成熟，到九十年代中期，世界风力发电技术取得了突飞猛进的发展，设计，制造技术日趋成熟,产品进入商品化阶段，功率等级从几十千瓦到几百千瓦，逐渐发展为兆级。同吋，也推动风电并网技术的发展起到了促进作用，而月•风电场的建设和管理水平以及规模也上升到崭新的阶段。国外最早的风力发电机主要采用定桨距系统［3

7、。国内如新疆金风科技早期主要研发和制造定桨距风力发电机。对于定桨距风力发电机组，在低风

8、速段的风能利用系数高，而当风速接近额定点，风能利用系数开始人幅度下降，这吋随着风速的升高，功率上升己趋缓，而过了额定点后，桨叶已开始失速，风速升高，功率反而有所下降。所以定桨距风力发电机组对风能利用效率不咼。目前世界上风力发电机上大多采用变桨距控制系统。其特点是:变桨距风力发电机的整个叶片攻角在•定范围绕叶片中心轴旋转，使叶片攻角在一定范围内(一般为0—90度)变化，以调节输出功率不超过设计的容许值［4

9、。变桨系统按照原理有分为电动变桨和液压变桨两种，主要是动力不一样，电动变桨用伺服电机驱动，液压变桨用液压缸驱动

10、。世界上的风力发的厂家和发展情况如下：世界风电厂家Vestas,Enercon,Gamesa,Aeciona,Dewind,GE,三菱重工等。vestas所占份额最犬，超过百分之三十，他连同Gamesa都主要采用液压变桨系统［5］。其余的厂家多采用电动变桨系统。我国早在上个世纪七八十年代开始研制风力发电机组，但直到90年代，风力发电才真正从科研走向市场。初期研制成功的主要