风电机组半实物仿真研究学生姓名：张伟指导教师：肖燕彩北京交通大学毕业设计最终答辩Hardware-in-loopsimulationofthewindturbinegeneratorsystem课题任务书风能作为一种可再生能源，近年来受到广泛关注。风力发电是风能利用的主要方式。大型风电机组一般具有变桨距控制功能，对风电机组进行有效的变桨距控制不仅能提高风能利用率，而且有利于减小设备损伤、提高风电机组寿命。本题目拟分析风电机组特性并研究风电机组的控制过程，利用PSCAD或Simulink软件建立相应的机理模型，利用LabVIEW构建实时监控界面，并采用串口实现对电机的闭环模拟控制和半实物仿真研究。要求编制相应的软件，并对结果进行分析。答辩流程设计课题简介系统整体结构系统各功能单元结果演示与分析总结与展望设计课题简介风力发电的特点：清洁，可持续，储量大，成本低。风电机组的结构恒频输出控制恒速恒频变速恒频变桨距控制定桨距控制设计课题简介风电机模拟系统主要由三部分构成，即模拟电动机（模拟风机的机械特性）、发电机和负载，如图所示。模拟系统与实际系统的区别在于前者的风力机由电动机代替，通过对电动机的控制实现风力机转速，转矩与特性的模拟。半实物仿真：实时性、真实性、研究效果好风电机组的结构组成987654321（1）叶轮；（2）轮毂；（3）变桨系统；（4）发电机转子；（5）发电机定子（6）偏航系统；（7）风速风向采集系统；（8）底板；（9）塔架系统整体结构框图计算机控制卡负载LabVIEW实时监控采集卡直流电动机永磁发电机方案选择转矩控制功率控制转速控制转速控制示意图转速调节风力机模型转速计算电机控制算法风能利用系数最佳转速输出转速—模拟风速实物连接示意图控制电压转速信号Labview风力机模型风力机模型取桨距角为0度，当最大风能利用系数已知时，可计算得到相应叶尖速比，从而得到能够实现最大风能利用率的最佳转速，即目标转速电机控制相关参数设计LabVIEW实时监控LabVIEW界面最终前面板图：数据采集单元数据处理单元模拟输出单元结果演示与分析（定风速）结果演示与分析（变风速）总结与展望1.查阅了近年来国内外关于风力机模拟以及无刷直流电机的相关文献，了解了风力机模拟的研究现状，通过对比确定了基于无刷直流电机的转速控制方案。2.分别建立了风速、风力机以及风力机模拟系统数学模型，为设计基于无刷直流电机的风力机模拟系统提供了理论依据。3.设计了一套以LabVIEW和数据采集卡为核心的系统实验平台，实现了对无刷直流电机的转速控制，实验结果表明系统具有良好的动、静态性能，验证了本文所提控制方案的正确性。总结与展望本文主要研究了基于无刷直流电机的风电机组半实物仿真的实现，由于本人才疏学浅，加之时间有限，本文的研究对于全面认识系统来说还是远远不够的，还有很多工作有待完成：①限于实验室的条件，本文未对实际输出转矩和功率进行测量与比较。②系统中未加入风塔效应和风速剪切效应带来的影响，因而有一定的误差。。欢迎提问北京交通大学毕业设计最终答辩学生姓名：张伟指导教师：肖燕彩北京交通大学毕业设计最终答辩谢谢！
