造价可以降低以上，发电成本可以同幅下降。

世界风电装机容量快速增长风力发电在可再生能源中是技术相对成熟成本相对较低的种，受到各国的普遍重视，装机容量快速增长。

从年起，全球累计风电装机连续年增速超过，平均增速达到。

根据全球风能理事会公布的最新数据，年全球新增风电装机容量为增长。

美国，西班牙，及中国，位居前三名，年全球累计风电装机容量为增长，超出之前预估的。

其中中国年累计的风电装置容量已达挤下丹麦成为世界第五位风力发电国。

以地区别来看，欧洲仍是风电最普及的区域，年占比仍高达。

但是，亚洲及美国则是未来三年风电市场增长动能主要来源。

另外，北非及中东地区的风电新增装置容量也迅速增长。

值得提的是，中国年风电总装置容量及新增装置容量增幅分别高达及，增长幅度同居世界第位。

风电在我国的发展状况我国的风电资源丰富中国综合资源利用协会可再生能源专业委员会与美国国家可再生能源实验室合作，在联合国环境规划署的支持与资助下，对我国部分地区的风力资源进行了详细测算。

内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文根据该测算结果推测，我国陆地可以安装亿千瓦的风力发电装备，如果考虑海上，总资源量将达到亿千瓦以上。

我国的风力资源主要分布在两大风带是三北地区东北华北和西北地区二是东部沿海陆地岛屿及近岸海域。

另外，内陆地区还有些局部风能资源丰富区。

三北东北华北西北地区风能丰富带包括东北省和河北内蒙古甘肃青海西藏新疆等省区近千米宽的地带，可开发利用的风能储量约亿千瓦，约占全国可利用储量的。

该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成片的最大风能资源区，有利于大规模地开发风电场。

东部沿海地区风能丰富。

冬春季的冷空气夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿，是我国风能最佳丰富区，年有效风功率密度在瓦平方米以上。

如台山平潭东山南鹿大陈嵊泗南澳马祖马公东沙等，可利用小时数约在至小时。

这地区特别是东南沿海，由海岸向内陆丘陵连绵，风能丰富地区仅在距海岸千米之内。

内陆局部风能丰富地区是在两个风能丰富带之外，风功率密度般在瓦平方米以下，可利用小时数小时以下。

但是在些地区由于湖泊和特殊地形的影响，风能也较丰富。

另外，我国海上风能资源丰富，米高度可利用的风能资源约亿多千瓦。

海上风速高，很少有静风期，可以有效利用风电机组发电容量。

般估计海上风速比平原沿岸高，发电量增加。

在陆上设计寿命年的风电机组在海上可达年到年，且距离电力负荷中心很近。

随着海上风电场技术的发展成熟，海上风电将来必然会成为重要的可持续能源。

风电的三个发展阶段我国的风电发展大体可分为三个阶段。

内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文第阶段年是我国并网风电项目的探索和示范阶段。

其特点是项目规模小，单机容量小。

在此期间共建立了个风电场，安装风电机组台，最大单机容量为，总装机容量为万千瓦。

平均年新增装机容量仅为万千瓦。

第二阶段年为示范项目取得成效并逐步推广阶段。

共建立了个风电场，安装风电机组台，装机容量为万千瓦，平均年新增装机容量为万千瓦，最大单机容量为。

第三阶段年后为扩大建设规模阶段。

其特点是项目规模和装机容量较大，发展速度较快，平均年新增装机容量为万千瓦，最大单机容量为。

截至到年底，我国大陆共建成风电场个，安装风电机组，台，总装机容量为排在世界第位，亚洲第位。

这在定程度上表明我国作为个风力资源丰富的国家，风能的开发利用水平并不高。

中国是目前全球风力发电增长最快的市场和年我国的风电装置容量增长速度分别为和。

尤其是年累计的风电装置容量已达，较年增长，增速居世界之冠。

年绝对增长量位，位于世界第三名。

我国风电设备制造业前景广阔国际国内差距正在缩小风电设备制造行业是个进入壁垒较高的行业。

所以行业集中度非常高，全球十大风电设备商累计占全球市场的份额。

仅家最大风力发电机组设备制造商就掌控了全球市场的份额。

国内市场的风力发电机组产品供应商也主要以国际厂商为主，年和年，国际厂商产品占国内市场份额的比例分别为。

根据国家发展改革委员会关于风电建设管理有关要求的通知，风电设备国产化率内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文要达到以上，不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设。

因此，国际风机产业巨头纷纷在中国设立总装厂配件工厂或是研发中心。

随着未来国内厂商对外方技术的吸收，以及风机制造经验的增加相关政策的实施行业标准的制定，可以预期我国风电产业大环境将得到较大改善，技术研发实力将得到提高，技术工人将增加控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要波形含波形和幅值。

波形是指脉冲的宽度按照正弦规律变化而和正弦波等效的波形。

随着电子技术的发展，出现了多种技术，其中包括相电压控制脉宽法内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文随机法线电压控制等，而本文介绍的是采用的脉宽法。

它是把每脉冲宽度均相等的脉冲列作为波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。

可以通过调整的周期的占空比而达到控制充电电流的目的。

理论基础冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

冲量指窄脉冲的面积。

效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。

低频段非常接近，仅在高频段略有差异。

图形状不同而冲量相同的各种窄脉冲面积等效原理把个正弦半波等分，如图所示，然后把每等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，矩形脉冲的中点与正弦波每等分的中点重合。

这样，由个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦的半周等效。

同样，正弦波的负半周也可用相同的方法来等效。

脉冲波形的宽度可以通过系列算法得到，作为控制逆变器中各开关器件通断的依据。

人们引用通讯技术中调制这概念，以所期望的波形作为调制波，而受它调制的信号称为载波。

逆变电路的工作原理是由单片机产生的单相控制脉冲，经内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文驱动电路后，控制开关的通断，经直流电压逆变为单相交流电压提供给负载。

改变调制信号的周期与幅值，就可以改变主开关的输出脉冲周期与占空比。

正弦波等效的波形图与正弦波等效的等幅矩形脉冲序列的控制方式由两种控制方式，可以是单极式，也可以双极式，其波形如图所示。

两种控制方式调制方法相同，输出基本电压的大小和频率也都通过改变正弦参考信号的幅值和频率而改变的，只是功率开关器件的通断情况不样。

采用单极式控制时在正弦波的半周期内每相只有个开关器件开通或关断，双极式控制时逆变器同桥臂上下两个开关器件交替通断，处于互补的工作方式。

内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文单极性控制方式双极性控制方式图单极性和双极性控制方式波形电压源型逆变方案电压源型你便方案是当前主要应用的逆变方案，该方案的拓扑如图所示，采用的结构为三相全桥，开关器件为全控型开关器件，如等。

图逆变器拓扑图图中，相桥臂的上管和下管编号为和相桥臂的上管和下管编号为和相桥臂的上管和下管编号为和。

其基本工作方式也是导电方式，即每个桥臂的导电角度为，同相即同半桥上下两个臂交替导电，各相开始导电内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文的角度依次相差。

这样，在任瞬间，将有三个桥臂同时导通。

可能是上面个臂下面两个臂，也可能是上面两个臂下面个臂同时导通。

不可控整流逆变方案最典型的直驱型风力发电系统的主电路拓扑般为风力机与永磁同步发电机直接连接，将风能转换为频率变化。

幅值变化的交流电，经过整流之后变为直流电，经过电压升压后，再经过三相逆变器变换为三相恒幅交流电连接到电网。

通过中间电力电子变换环节，对系统有功功率和无功功率进行控制，实现最大功率跟踪最大效率利用风能。

主电路拓扑如图所示。

图直驱型风力发电机系统拓扑图中的变流器为电路。

主电路般由不可控整流电路电感开关管和滤波电容组件。

其输入侧有储能电感，可以减小输入电流文波，防止电网对主电路的高频瞬态冲击，对整流器呈现电流源负载特性其输出侧有滤波电容，可以减小输出电压文波，对负载呈现电压源特性。

利用电路在斩波的同时，还实现功率因数校正的目标，包括如下两个方面控制电感电流，使输入电流正弦化，保证其功率因数接近于，并使输入电流基波跟随输入电压相位。

当风速变化时，不可控整流得到的电压也在变化，而通过变流器的调节可内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文以保持直流侧电压的稳定，使输出电压保持恒定。

不可控整流逆变并网系统方案的优点控制电路简单可靠无最大最小速度限制，调速范围宽发电机不承受高的，电磁兼容性好④对电网波动不敏感。

但是同样也存在定的缺点三级变换整流升压逆变使系统效率下降直流环节需要高压大容量的电容，其体积大价格高网侧电感容量较大。

本章小结从本章开始，本文已进入了核心设计部分，在本章中，主要对系统的整体框架做了简要介绍，并对主电路部分中的不可控整流电路斩波电路和逆变电路做了比较详细的分析介绍。

内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文第五章风力发电机并网发电系统的硬件设计引言本文主要针对风力发电机并网发电系统的主电路以及部分控制电路进行设计，在上章中已经对此系统的主电路做了初步设计，主要采用不可控整流逆变方案。

本章则主要是从控制电路方面进行设计，但由于本系统较大，涉及的方面较多，因此本章主要就电流检测电压检测逆变部分的控制进行论述，并采用芯片对各部分进行数据接收分析和控制。

控制器的发展与特点随着年第台电子计算机的诞生，场数字化的技术革命悄然地引发。

如果说当初计算机的出现纯粹是为了解决日益复杂的计算问题，那么现在计算机已无处不在。

自动控制与计算机几乎是同步地发展着。

自动控制系统的核心问题是如何寻找和实现最佳的控制律。

在，以及技术出现并成熟之后，最佳控制律的实现问题就变为了最佳控制律的运算代数微分积分等运算问题，从而计算机作为自动控制系统的核心部分就是自然之事。

计算机真正在自动控制系统中发挥重要作用还是缘起世纪年代微处理器的出现，它使得计算机在体积价格上得以突破，为计算机在各种技术领域的应用提供可能。

微处理器即计算机的中央处理单元和控制单元的集成，它配上定的存储器接口和其他外设，就可构成自动控制系统的通用控制器。

随着大规模集成电路技术不断改进，方面微处理器由位向位位甚至位发展，再配上外围设备后便形成单板机或微型