1、 毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 直驱式永磁风力发电控制系统设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 发展可再生能源已经是大势所趋。主要发达国家、发展中国家，都已经将发展 风能 、太阳能等 一些可以再生的能源作为对新世纪气候变化和能源双重的挑战的一个重要手段。但是除了水能之外的其他可再生能园之中，风能毫无疑问是世界上所公认的最最接近商业化的技术之一 和其他可再生能 源相比，风能的经济性最明显，而且产业化的基础最好，也不存在生物能的资源约束问题，另外也没有其他大的环境影响， 在可预见的时间内（ 2030 2050 年），都将是最有可能大规模发展的能源资源之一。 风是一种
2、潜力很大的新能源，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂 暴大风，吹毁了四百座 风力 磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力 (即 750 万千瓦；一马力等于 0 75 千瓦 )的功率 !有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有 100 亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的 10 倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。 在过去的 5 年间，风电发展不断超越其预期的发展速度，而且一直保持着世界增长最快 能源的地位。 2
3、005 年以来，全球风电累计装机容量年平均增长率为27.3%，新增装机容量年平均增长率为 36.1。根据丹麦 BTM 咨询公司报告， 2009年全球有超过 3810.3 万 kW 的新增装机容量并入电网，营业总额达到 500 亿欧元。截至 2009 年底，全世界风电累积装机 总容量约为 1.6 亿 kW，同比上年增长 31%.目前，风电的年发电量约 3400 亿 kWh，风力发电量已经占到 世界总发电量的 2%以上。 今年一季度，我国的风力发电量达到 188 亿千瓦时，增长 60.4%。这一数据表明，风电发展 依然延续着 “ 十一五 ” 时期高速发展的态势。经过 30 多年、尤其是“ 十一五
4、” 的快速发展， 我国风电取得了辉煌的成就，目前，我国已成为世界第一风电大国。 风电产业要全面健康可持续发展，需要解决的问题很多，但依靠科技进步来推动风电产业是摆在我们面前的现实课题。 风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能 源，随着商业化程度和市场竞争力的不断提高，作为风能主要利用形式的风力发电已经成为当今世界最主要的可再生能源技术之一。目前，风电在全球 100 多个国家和地区都有应用，在电力供应中占有很高的比例，例如丹麦的风电已超过整个电力供应的 20%，西班牙达到了14.3%。未来各国风电发展目标更加宏伟，丹麦计划 2025 年风电占到整个电力的50%，美国提出了 2030 年风电占整个电
5、力的 20%的目标，欧盟 2020 年 20%可再生能源电力的目标中将有一半来自风电。 不过，我们也应看到，风电在我国电源结构中的比重仍不到 1%，很多人仍然没 有意识到风电在未来以“科学、绿色、低碳”为特征的新型能源体系中的重要作用，并网和应用依然是近期风电发展的最主要障碍。站在目前 4000 万千瓦装机的新起点上展望未来的风电蓝图，壮志满怀之余，各方还应 合力解决以下五个问题，才能在新的征程上实现我国风电产业又好又快发展。 第一，发展和应用清洁能源是每个人的社会责任，要通过普及宣传，让全社会都认识到，加强包括风电在内的可再生能源开发利用，是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路，是人类社会
6、实现可持续发展的必由之路，从而为风电发展营造良好的舆论氛围。 第 二，欧洲的经验表明，风电并网和应用的主要障碍是观念和利益协调问题，要通过政策完善和体制机制创新，理顺利益结构，协调风电与其他行业的发展关系，破解风电并网瓶颈。 第三，创新是企业、行业乃至国家竞争力的源泉，要珍惜巨大风电市场带来的机遇，通过加大科研投入、建立国家公共技术研发和测试平台、加快人才队伍建设等措施不断完善技术创新体系，推动我国向风电技术强国迈进。 第四，加强风电设备质量控制，避免以牺牲质量为代价的低价恶性竞争。同时，应进一步完善风电标准体系，并通过检测认证等第三方评价制度，贯彻落实标 准的执行，进一步提升风电设备品质。
7、第五，加强国际交流与合作，创造有利于风电发展的国际政策和贸易环境，促进国际资源整合，杜绝任何形式的贸易保护主义，争取使风电技术早日成为无国界的“绿色”技术，让风能为全人类谋福祉。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 基本内容：直驱式永磁风力发电控制系统的设计 主要问题： 1.直驱式永磁风力发电控制系统的设计方案。 2.系统软件 PLC 的设计 3.原理电路图的绘制 4.基于该课题的论文及书面表达 三、研究步骤、方法及措施： 1.论述当前直驱式 风力发电机发展现状和确定研究方向； 2.提出变桨距控制系统的设计方案； 3.硬件方面，提出系统的设计思想，给出系统原理电路图； 4.软件方面，设计出
8、系统各模块的任务；介绍系统总的软件设计思想及方法； 四、参考文献 1孙浩然 .风力发电技术综述 .江苏电机工程 29卷第四期 .2010.7 2李锡鹏 .发展风电产业大有可为 .中共云南省大理白族自治州委党校 . 3沈宏，耿超，刘楠，李伟丽，邱军亮 . 国内外风电产业现状及其发展前景 .河南科技学院学报 (自然科学版 ).2010.3 4罗如意，林晔，钱野 . 世界风电 产业发展综述 . 可再生能源 .2010.4 5熊锦民 .我国风力发电产业发展现状及展望 .科技创新导报 .2008 6中国电力 .2008.8 7陈荣 .直驱式风力发电技术及发展 .盐城工学院学报（自然科学版） .2010.06 8吴学鹏，辛鹏，辛雷 . 风光互补发电控制系统的研究 . 吉林 . 东北电力大学微通电力系统研究室 9冯丽平 .风光互补发电系统设计与实现 . 上海大学 . 硕士学位论文 .2007.10 10甘军明 ， 许伟民 ，赵红兵 ， 何湘鄂 . 一些风力发电装置的结构和主要技术参数 . 发电设备 (2010 No 3) 11张义 .直驱式永磁同步风力发电系统的控制研究 . 天津大学硕士学位论文 .2007.5 12梁惠英 . 风光发电系统在世博游轮上的应用 . 上海船舶运输科学研究所学报 . 2010.6
