小型独立运行风力发电系统研究论文毕业论文

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1、摘要风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到人们的重视，风力发电也逐渐成为了时下的朝阳产业。本论文详细阐明了小型独立风力发电系统的设计方案，对风力发电机组的结构和电能的变换及继电控制电路做了深入的研究。本文提出的解决方案为，风力发电机组带动三相交流发电机，然后通过AC—DC—AC变换为用户需要的标准交流电，并且考虑到风力的不稳定性，在系统中并入蓄电池组，通过控制电路的监控实现系统的控制，保证系统在风能充足时可蓄能，在风能不充足时亦可为负载供电。系统的运行状况采用继电控制电路监控和切换。本论文的重点在于继

2、点控制电路的设计，并对各种不同风力情况下系统的运行状况进行了全面而严谨的分析，最后电气控制部分进行了系统仿真。关键词风力发电机组；整流——逆变；继电控制AbstractAsacleanandrenewableenergy,Windpowerhasarousedmoreandmoreattentionandgraduallybecomeasunriseindustrynowadays.Thethesisclarifiesthedesignofthesmallindependentwindpowergen

3、erationsystemindetailandmakesadeepresearchaboutthestructureofthewindturbinesystem,powertransformationandtherelaycontrolcircuit.Inviewoftheauthor,thesolutionis:windturbinegeneratorsdrivethree-phaseACelectricgenerator,thenthepoweristransformedintostandard

4、ACpowerthroughtheAC-DC-ACsystem.Andconsideringinstabilityofthewind,wemustinstallbatteriesinthissystemsothatwecanensurenormalpowersupply.Theoperationofthesystemismonitoredandswitchedbytherelaycontrolcircuit.Thepaperfocusonthecontrolcircuitpart.Andmakeasp

5、ecificanalysisabouttheoperationofthesysteminalldifferentconditions.Intheend,thepapermadesimulationtosupportthetheories.KeywordWindTurbineSystem;AC-DC-AC;RelayControlCircuit.目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1风力发电概述11.1.1风力发电现状与展望11.1.2风力发电的原理和特点21.2论文系统概述3第二章风力机原理

6、及其结构42.1风力机的气动原理42.2风力机的主要部件42.3风力机的功率5第三章电气设计部分63.1发电机63.1.1发电机结构、工作原理及电路图63.1.2励磁调节器的工作原理73.2整流部分83.2.1电路图和工作原理83.2.2参数选择103.3蓄电池103.3.1蓄电池的性能103.3.2充放电保护电路113.4逆变电路123.4.1逆变电路及其工作原理123.4.2IGBT的驱动电路14第四章系统整体运行分析及仿真174.1系统分析174.2逻辑说明184.3系统仿真21结论24致谢26

7、参考文献25第一章绪论风能是一种清洁的、储量极为丰富的可再生能源，它和存在于自然界的矿物质燃料能源，如煤、石油、天然气等不同，它不会随着其本身的转化和利用而减少，因此可以说是一种取之不尽、用之不竭的能源。而矿物质燃料储量有限，正在日趋减少，况且其带来的严重的污染问题和温室效应正越来越困扰着人们。因此风力发电正越来越引起人们的关注。[1]1.1风力发电概述1.1.1风力发电现状与展望全球风能资源极为丰富，技术上可以利用的资源总量估计约53×106亿kWh/年。作为可再生的清洁能源，受到世界各国的高度重视

8、。近20年来风电技术有了巨大的进步，发展速度惊人。而风能售价也已能为电力用户所承受：一些美国的电力公司提供给客户的风电优惠售价已达到2～2.5美分/kWh，此售价使得美国家庭有25%的电力可以通过购买风电获得。2004年欧洲风能协会和绿色和平组织签署了《风力12——关于2020年风电达到世界电力总量的12%的蓝图》的报告，“风力12%”的蓝图展示出风力发电已经成为解决世界能源问题的不可或缺的重要力量。按照风电目前的发展趋势，预计2008～2012年期间装