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。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2风力发电系统

1.2.1风力发电机简介

1.2.2风力发电机的主要类型

1.2.3风力机基本理论

1.2.4风力发电机组各组成部分简介

1.3风力发电发展情况及趋势

1.3.1世界风力发电的发展现状与展望

1.3.2我国风力发电的发展现状

1.3.3风力发电技术的发展趋势

1.4本课题的选题背景、研究的意义及研究的主要内容

1.4.1课题背景

1.4.2课题研究的意义

1.4.3课题研究的主要内容

1.5本章小结

第2章液压系统的设计及建模仿真技术

2.1液压传动技术

2.1.1液压传动简介

2.1.2电液伺服控制技术

2.1.3电液伺服阀

2.2液压系统动态特性研究

2.2.1液压系统动态特性的主要内容

2.2.2研究液压系统动态特性的方法

2.3功率键合图

2.3.1功率键合图的发展过程

2.3.2功率键合图的特点

2.3.3几个基本定义

2.3.4功率键合图的构成和符号

2.4液压系统仿真技术

2.4.1液压系统仿真技术的发展与现状

2.4.2 Matlab及Simulink

2.5本章小结

第3章风电机组偏航和变桨距液压系统设计

3.1偏航液压系统设计

3.1.1偏航系统简介

3.1.2偏航液压系统方案设计

3.1.3偏航液压系统的优化

3.2变桨距液压系统设计

3.2.1变桨距技术及其工作原理

3.2.2变桨距液压系统设计

3.2.3变桨距液压系统的优化

3.3偏航和变桨距液压系统元器件的选型及设计计算

3.3.1偏航闸液压缸的设计

3.3.2变桨距液压缸主要结构尺寸设计

3.3.3液压泵的选择

3.3.4液压泵电机的选择

3.3.5油箱的设计尺寸的确定

3.3.6蓄能器的计算与选择

3.3.7电液伺服阀的选择

3.3.8高压滤油器的选择

3.3.9管路尺寸的计算

3.3.10其它元件

3.4本章小结

第4章风电机组偏航和变桨距液压系统建模及仿真

4.1偏航液压系统的建模

4.1.1模型的简化

4.1.2数学模型的建立

4.2偏航液压系统仿真

4.2.1仿真参数的确定

4.2.2 Similink仿真模型的建立

4.2.3仿真结果分析

4.3建立变桨距液压系统数学模型

4.3.1模型的简化

4.3.2数学模型的建立

4.4变桨距液压系统仿真

4.4.1仿真参数的确定

4.4.2 Similink仿真模型的建立

4.4.3仿真结果分析

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

4.6本章小结

结 论

参考文献

致 谢

附录A攻读学位期间所发表的学术论文