基本信息
- 項目名稱：
- 模擬風力發(fā)電場的集中控制系統(tǒng)研討
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 本系統(tǒng)是旨在使風力發(fā)電系統(tǒng)的自動控制集中化,控制設備輕量化,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)和控制在遠程的實時監(jiān)測和動作,并通過集中的控制系統(tǒng)實現(xiàn)單獨的控制每一臺風力發(fā)電機的每一個動作都精確到位.同時在遠程控制端實時顯示當前的狀態(tài)和數(shù)據(jù).
- 詳細介紹：
- 本設計是使用通用電氣集團公司的自動控制系統(tǒng)作用于風力發(fā)電場風力發(fā)電機陣列,管理和控制風力發(fā)電機集群在陣列中非同步的轉(zhuǎn)動和啟停動作.具體控制和實現(xiàn)動作如下: 1、通過控制機頭轉(zhuǎn)動使得風力發(fā)電機適應風向,從而讓葉片對于風能利用最優(yōu)化. 2、通過控制啟停使得風力發(fā)電機在工作規(guī)定時間后可以停機,從而讓工作人員檢修. 3、通過控制啟停使得風力發(fā)電機在風速大于安全風速時停機,達到保護設備的目的;同時通過控制啟停使得風力發(fā)電機在風速小于最小運轉(zhuǎn)風速時停機,達到減小機械磨損的目的. 4、通過采集扇葉轉(zhuǎn)速,控制變速電機的速度使得發(fā)電機轉(zhuǎn)速盡量穩(wěn)定. 5、通過遠程監(jiān)控界面,使用動畫和圖表,詳細直觀的展現(xiàn)當前或過去系統(tǒng)的工作狀態(tài).
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 風能作為一種新能源,它的開發(fā)利用是有一定的動因的,而且隨著時間的推移,開發(fā)利用風能的動因也在變化.風力發(fā)電屬于新興記住,風電產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展雖然起步但與國外的技術(shù)研發(fā)和市場的發(fā)展還有這很大的差距,特別是在自動化控制層面上差距更為明顯,為了推動我國風電技術(shù)能向著高自動化方向的發(fā)展,我希望也可以盡我們綿薄之力.
科學性、先進性及獨特之處
- 本設計對于每一臺風力發(fā)電機都采用雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，通過對風向、風速、風輪轉(zhuǎn)速及發(fā)電機轉(zhuǎn)速進行檢測，結(jié)合伺服電機和行星齒輪，控制發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了發(fā)電機電壓的穩(wěn)定輸出。同時偏航系統(tǒng)能夠保證風機跟據(jù)風向改變而改變。 iFIX檢測軟件實現(xiàn)了遠程監(jiān)控功能，具有較強的擴展能力。 在本設計中應用了總線模塊實現(xiàn)了遠程控制,并在控制中將群控群策的思想加入到控制風力發(fā)電機群的控制當中.
應用價值和現(xiàn)實意義
- 由于風機的成本十分昂貴,合理有效地實時監(jiān)測可以預防故障的發(fā)生,降低系統(tǒng)的運行成本,因此自動化的運行監(jiān)控測量和既是必要的容錯控制就是必須要考慮和實施的措施. 我們這里將群控的思想加入了其中使得整個風電場的全局控制性更好,電能調(diào)配和檢修安排更為方便,系統(tǒng)的反應時間降低.
學術(shù)論文摘要
- 風力發(fā)電是 21 世紀最為熱門的能源技術(shù)領域之一,是解決人類能源危機的重要手段之一,引起人們的廣泛關(guān)注.本文介紹了風力發(fā)電場集控的工作過程,設計了一套基于通用電氣自動化控制設備的解決方案,研討了風力發(fā)電機群主要控制的方式.本系統(tǒng)是旨在使風力發(fā)電系統(tǒng)的自動控制集中化,控制設備輕量化,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)和控制在遠程的實時監(jiān)測和動作,并通過集中的控制系統(tǒng)實現(xiàn)單獨的控制每一臺風力發(fā)電機的每一個動作都精確到位.同時在遠程控制端實時顯示當前的狀態(tài)和數(shù)據(jù). 本系統(tǒng)對于每一臺風力發(fā)電機都采用雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu),通過對風向,風速,風輪轉(zhuǎn)速及發(fā)電機轉(zhuǎn)速進行檢測,結(jié)合伺服電機和行星齒輪,控制發(fā)電機的轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)了發(fā)電機電壓的穩(wěn)定輸出.同時偏航系統(tǒng)能夠保證風機跟據(jù)風向改變而改變. 本設計采用PACSystems RX3i和Genius總線進行現(xiàn)場控制,并結(jié)合iFIX實現(xiàn)了遠程監(jiān)控功能,具有較強的擴展能力. 關(guān)鍵詞:風力發(fā)電 自動控制 群控 清潔能源
獲獎情況
- 2010年第二屆大學生創(chuàng)新設計大賽二等獎
鑒定結(jié)果
- 本論文真是數(shù)據(jù)可信,立意新穎獨特,經(jīng)校團委討論決定,予以通過.
參考文獻
- 并網(wǎng)型風力發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展 作者: 狄華 楊耕 崔楊 基于矩陣變換器的用詞同步風力發(fā)電機的矢量控制 2009年天津大學畢業(yè)生論文集 自動化專業(yè)英語 武漢理工大學出版社 第２版 作者:戴文進,章衛(wèi)國編著 風力發(fā)電機設計與運行維護 中國電力出版社 2002版 作者:蘇紹宇 機械原理 高等教育出版社1997版 作者:鄭文偉 吳克堅 金風1.5MW風力發(fā)電機 技術(shù)人員手冊 GE Infolink技術(shù)手冊 iFIX-GE9驅(qū)動配置學習手冊 基于iFIX的生產(chǎn)線供料單元控制系統(tǒng)設計 2010年太原工業(yè)學院畢業(yè)生論文集 GE 154學生手冊
同類課題研究水平概述
- 當下風力發(fā)電機多為單機單控,或機械控制,整體的控制水平偏低,集中控制還只限于國外有限的大型集團公司的最新產(chǎn)品. 我國風粒子元非常豐富,而風機的國產(chǎn)化程度很低,尤其是大容量的風電控制系統(tǒng)的技術(shù)很大程度是進口.
