兆瓦级风电机组智能偏航液压系统虚拟设计

【摘要】： 自20世纪70年代末以来,随着世界各国对环保、能源短缺及节能等问题的日益关注,新能源发电技术越来越受到人们的重视。风能作为一种新型的、无污染的可再生能源,日益受到各国政府的青睐。风力发电技术在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展,风力发电机也逐渐向大型化、商业化发展。随着《京都议定书》的实施,今后风力发电将比使用传统矿物燃料发电更具竞争力。 偏航和变桨距系统是风力发电机组的重要组成部分,直接影响机组对风能的利用效率和整机性能。文中在进行了大量的调研和查阅相关资料的基础上,依托兰州市科技攻关项目“大型风力机组检测及监测反馈控制装置”,以1MW风力发电机组为依据,阐述了大型风力发电机组的基本理论;分析了现阶段国内外风力发电技术的发展情况及趋势;设计并优化了偏航和变桨距液压系统,进行了主要元件的选型设计计算;应用动态系统的一种建模方法——功率键合图法,通过对系统的分析及简化处理,分别绘制出了偏航和变桨距液压系统的功率键合图,根据功率键合图原理推导了系统数学模型,即状态方程;利用MATLAB7.1的Simulink工具箱对偏航和变桨距液压系统进行了仿真,通过变换不同仿真参数得出系统在不同参数时的动态特性,最后对仿真结果进行了理论分析和比较。仿真结果为风力发电机组偏航和变桨距液压系统的设计和优化提供了有力的理论依据。 【关键词】：兆瓦级风电机组 偏航 变桨距 液压系统 建模仿真
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TK83
【目录】：

• 目录5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 插图索引9-11
• 附表索引11-12
• 第1章 绪论12-34
• 1.1 引言12-13
• 1.2 风力发电系统13-23
• 1.2.1 风力发电机简介13-17
• 1.2.2 风力发电机的主要类型17-18
• 1.2.3 风力机基本理论18-21
• 1.2.4 风力发电机组各组成部分简介21-23
• 1.3 风力发电发展情况及趋势23-30
• 1.3.1 世界风力发电的发展现状与展望23-26
• 1.3.2 我国风力发电的发展现状26-28
• 1.3.3 风力发电技术的发展趋势28-30
• 1.4 本课题的选题背景、研究的意义及研究的主要内容30-33
• 1.4.1 课题背景30-31
• 1.4.2 课题研究的意义31-32
• 1.4.3 课题研究的主要内容32-33
• 1.5 本章小结33-34
• 第2章 液压系统的设计及建模仿真技术34-50
• 2.1 液压传动技术34-38
• 2.1.1 液压传动简介34
• 2.1.2 电液伺服控制技术34-37
• 2.1.3 电液伺服阀37-38
• 2.2 液压系统动态特性研究38-41
• 2.2.1 液压系统动态特性的主要内容38-39
• 2.2.2 研究液压系统动态特性的方法39-41
• 2.3 功率键合图41-47
• 2.3.1 功率键合图的发展过程41-42
• 2.3.2 功率键合图的特点42
• 2.3.3 几个基本定义42-43
• 2.3.4 功率键合图的构成和符号43-47
• 2.4 液压系统仿真技术47-49
• 2.4.1 液压系统仿真技术的发展与现状47-48
• 2.4.2 Matlab及Simulink48-49
• 2.5 本章小结49-50
• 第3章 风电机组偏航和变桨距液压系统设计50-72
• 3.1 偏航液压系统设计50-57
• 3.1.1 偏航系统简介50-52
• 3.1.2 偏航液压系统方案设计52-56
• 3.1.3 偏航液压系统的优化56-57
• 3.2 变桨距液压系统设计57-63
• 3.2.1 变桨距技术及其工作原理57-59
• 3.2.2 变桨距液压系统设计59-62
• 3.2.3 变桨距液压系统的优化62-63
• 3.3 偏航和变桨距液压系统元器件的选型及设计计算63-71
• 3.3.1 偏航闸液压缸的设计63-65
• 3.3.2 变桨距液压缸主要结构尺寸设计65
• 3.3.3 液压泵的选择65-66
• 3.3.4 液压泵电机的选择66-67
• 3.3.5 油箱的设计尺寸的确定67-68
• 3.3.6 蓄能器的计算与选择68-70
• 3.3.7 电液伺服阀的选择70
• 3.3.8 高压滤油器的选择70
• 3.3.9 管路尺寸的计算70-71
• 3.3.10 其它元件71
• 3.4 本章小结71-72
• 第4章 风电机组偏航和变桨距液压系统建模及仿真72-90
• 4.1 偏航液压系统的建模72-77
• 4.1.1 模型的简化72
• 4.1.2 数学模型的建立72-77
• 4.2 偏航液压系统仿真77-80
• 4.2.1 仿真参数的确定77-78
• 4.2.2 Similink仿真模型的建立78-79
• 4.2.3 仿真结果分析79-80
• 4.3 建立变桨距液压系统数学模型80-85
• 4.3.1 模型的简化80
• 4.3.2 数学模型的建立80-85
• 4.4 变桨距液压系统仿真85-88
• 4.4.1 仿真参数的确定85-86
• 4.4.2 Similink仿真模型的建立86
• 4.4.3 仿真结果分析86-88
• 4.5 偏航和变桨距液压系统动态特性对机组动态运行的影响88-89
• 4.6 本章小结89-90
• 结论90-91
• 参考文献91-94
• 致谢94-95
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文95

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