电能。

然后在依据具体要求需要，通过适当的变换将其存储为化学能或者并网或者直接为负载供电。

风力发电有如下特点可再生，且清洁无污染。

风速随时变化，风电机组承受着十分恶劣的交变载荷。

风电的不稳定性会给电网或负载带来定的冲击影响。

风力发电的运行方式主要有两种类是独立运行的供电系统，即在电网未通达的地区，用小型发电机组为蓄电池充电，再通过逆变器转换为交流电向终端电器供电另类是作为常规电网的电源，与电网并联运行。

小型独立运行风力发电系统研究本论文讨论的是前者，即独立运行风电系统的解决方案。

论文系统概述该独立运行的风力发电系统结构图如下所示图独立运行的风力发电系统结构图其具体运行状况为风力吹动风轮转动。

风力发电机组通过连接的齿轮变速箱来提高输出端转轴的转速，该轴与发电机相连。

转轴带动三相交流发电机三相型连接转动，开始发电。

此时发出的是频率和幅值都不稳定的交流电。

引出的三相交流电通过整流器变成稳定的直流电。

若风能充足，直流电经控制电路流向逆变器，并向蓄电池充电若风能不足，控制电路切换为蓄电池供电状态。

直流电经逆变器变换为恒频稳定交流电。

此时即可实现为负载供电。

小型独立运行风力发电系统研究第二章风力机原理及其结构风力机经过多年的发展和演变，已经有很多形式，但是归纳起来，可分为两类水平轴风力机，风伦的旋转转轴与风向平行垂直轴风力机，风轮的旋转轴垂直与地面或气流方向。

本系统中采用的是水平轴风力机。

风力机的气动原理风力发电机组主要利用气动升力的风轮。

气动升力是由飞行器的机翼产生的种力，如图。

图气动升力图从图可以看出，机翼翼型运动的气流方向有所变化，在其上表面形成低压区，在其下表面形成高压区，产生向上的合力，并垂直于气流方向。

在产生升力的同时也产生阻力，风速也会有所下降。

升力总是推动叶片绕中心轴转动。

风力机的主要部件水平轴风力机主要由风轮塔架对风装置齿轮箱组成，整体结构如图所示风轮由个叶片组成，这是吸收风能的主要部件。

当风轮旋转时，叶片受到离心力和气动力的作用，离心力对叶片是个拉力，而气动力使叶片弯曲。

当风速高于风力机的设计风速时和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了张老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识深厚的学术素养严谨的治学精神和丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。

在论文的设计过程中还得到了身边同学们的不少帮助，在这里并表示感谢。

最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地，真诚的感谢，黑龙江大学本科生毕业论文设计档案编码学院电子工程学院专业自动化年级学生姓名刘占通毕业论文题目小型独立运行风力发电系统研究指导教师张鹏装订日期年月日备注栏摘要风能作为种清洁的可再生能源越来越受到人们的重视，风力发电也逐渐成为了时下的朝阳产业。

本论文详细阐明了小型独立风力发电系统的设计方案，对风力发电机组的结构和电能的变换及继电控制电路做了深入的研究。

本文提出的解决方案为，风力发电机组带动三相交流发电机，然后通过变换为用户需要的标准交流电，并且考虑到风力的不稳定性，在系统中并入蓄电池组，通过控制电路的监控实现系统的控制，保证系统在风能充足时可蓄能，在风能不充足时亦可为负载供电。

系统的运行状况采用继电控制电路监控和切换。

本论文的重点在于继点控制电路的设计，并对各种不同风力情况下系统的运行状况进行了全面而严谨的分析，最后电气控制部分进行了系统仿真。

关键词风力发电机组整流逆变继电控制的蓝图的报告，风力的蓝图展示出风力发电已经成为解决世界能源问题的不可或缺的重要力量。

按照风电目前的发展趋势，预计年期间装机容量增长率为，以后到年期间为，年期间为。

其推算的结果年风电装机亿，风电电量亿，年风电装机亿，风电电量亿，占当时世界总电消费量亿的。

世界风电发展有如下特点风电单机容量不断扩大。

风电机组的技术沿着增大单机容量提高转换效率的方向发展。

风机的单机容量已从发展到，如德国在北海和易北河口已批量安装了单机的风机，丹麦已批量建设了单机容量的风机。

新的风电机组叶片设计和制造广泛采用了新技术和新材料，有效地改善并提高了风力发电总体设计能力和水平。

另外，可变桨翼和双馈电机的采用，使机组更能适应风速的变化，大大提高了效率。

最近，又发展了无齿风机等，进步提高了安全性和效率。

风电制造企业集中度较高。

目前，主要风电设备制造企业集中在欧美国家，全世界风电机组供应商的前位供应了世界新增装机容量的以上的份额，集中度小型独立运行风力发电系统研究比较高。

近来，风能德国和三菱重工的市场份额提高迅速。

风电电价快速下降。

由于新技术的运用，风电的电价呈快速下降趋势，且日益接近燃煤发电的成本。

以美国为例，风电机组的造价和发电成本正逐年降低，达到可与常规发电设备不相上下的水平。

有关专家预测，世界风力发电能力每增加倍，成本就下降。

中国的风能资源十分丰富。

根据全国多个气象站的观测资料进行估计，中国陆地风能资源总储量约亿，其中可开发的风能储量为亿，而海上的风能储量有亿，总计为亿。

我国的风电开发起步较晚，大体分为三个阶段。

第阶段是年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，最大单机，总装机容量千。

第二阶段是年示范项目取得成效并逐步推广阶段。

共建个风电场，安装风机台，装机容量万，最大单机。

第三阶段是年后扩大建设规模阶段。

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万，最大单机容量达到。

随着风电技术的日趋成熟和电力规模的扩大，风力发电机的功率在向大型化方向发展。

风力发电这朝阳产业必将蓬勃发展，成为将来能源供给的支柱产业，风力发电的原理和特点风力发电是利用风能来发电，而风力发电机目录摘要第章绪论风力发电概述风力发电现状与展望风力发电的原理和特点论文系统概述第二章风力机原理及其结构风力机的气动原理风力机的主要部件风力机的功率第三章电气设计部分发电机发电机结构工作原理及电路图励磁调节器的工作原理整流部分电路图和工作原理参数选择蓄电池蓄电池的性能充放电保护电路逆变电路逆变电路及其工作原理的驱动电路第四章系统整体运行分析及仿真系统分析逻辑说明系统仿真结论致谢参考文献小型独立运行风力发电系统研究第章绪论风能是种清洁的储量极为丰富的可再生能源，它和存在于自然界的矿物质燃料能源，如煤石油天然气等不同，它不会随着其本身的转化和利用而减少，因此可以说是种取之不尽用之不竭的能源。

而矿物质燃料储量有限，正在日趋减少，况且其带来的严重的污染问题和温室效应正越来越困扰着人们。

因此风力发电正越来越引起人们的关注。

风力发电概述风力发电现状与展望全球风能资源极为丰富，技术上可以利用的资源总量估计约亿年。

作为可再生的清洁能源，受到世界各国的高度重视。

近年来风电技术有了巨大的进步，发展速度惊人。

而风能售价也已能为电力用户所承受些美国的电力公司提供给客户的风电优惠售价已达到美分，此售价使得美国家庭有的电力可以通过购买风电获得。

年欧洲风能协会和绿色和平组织签署了风力关于年风电达到世界电力总量的意义。

简言之，驱动电路的基本任务，就是按照控制目标的要求，将单片机输出的脉冲进行功率放大，转换为加在控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号，从而驱动，保证其可靠工作。

对驱动电路的基本要求如下提供适当的正向和反向输出电压，使可靠的开通和关断。

提供足够大的瞬态功率或瞬时电流，使能迅速建立栅控电场而导通。

尽可能小的输入输出延迟时间，以提高工作效率。

足够高的输入输出电气隔离性能，使信号电路与栅极驱动电路绝缘。

具有灵敏的过流保护能力。

目前，在的栅极驱动电路中广泛采用的是集成电路。

其典型接线方法如图图集成电路接线方法使用时注意如下几点栅射极驱动回路往返接线不能太长般应该小于，并且应该采用双绞线接法，防止干扰。

由于集电极产生较大的电压尖脉冲，增加栅极串联电阻有利于其安全工作。

但是栅极电阻不能太大也不能太小，如果增大，则开通关断时间延长，使得开通能耗增加相反，如果太小，则使得增加，容易产生误导通。

图中电容用来吸收由电源连接阻抗引起的供电电压变化，并不是电源的供电滤波电容，般取值为。

脚过电流保护取样信号连接端，通过快恢复二极管接集电极。

接驱动信号，般脚接脉冲形成部分的地，脚接输入信号的小型独立运行风力发电系统研究正端，端的输入电流般应该小于，故在脚前加限流电阻。

为了保证可靠的关断与导通，在栅射极加稳压二极管。

小型独立运行风力发电系统研究第四章系统整体运行分析及仿真系统分析下面对整个风力发电系统进行系统的分析，其总电路图如下所示图风力发电系统总电路图风吹动风轮转动，转轴通过齿轮箱升高转速，齿轮箱的输出端连接三相交流发电机的励磁绕组，励磁绕组的励磁电流由蓄电池组提供。

定子为电枢绕组，三相呈型链接，输出端与整流器相接，整流器的输出直流电与逆变器相接，并向蓄电池组供电。

三相交流发电机额定功率为，输出电压。

蓄电池组为块铅酸蓄电池并联，电压为。

若此时风力过强，导致发电机输出端电压过大高于，电压继电器动作，其控制的动断触点断开，此时励磁回路中即串入电阻，励磁电流减小，继而降低输出端电压当风力不足时，发电机输出端电压较低低于，此时既无法向负载正常供电，也会导致蓄电池组向电机反充电，旦反充电，电流继电器构成的具体解决方案。

论文的重点在于电气设计部分，因此作者对电气设计各部分进行了具体的论证分析，用编程软件对系统进行了逻辑电路的设计及仿真，证明电路的逻辑性正确无误，做到了按照作者的设计要求切换电路。

然后用对整个实际电路进行了详细的仿真，结果表明，在接入仿真三相交流电的情况下，各个输出端的输出达到了预期的要求，证明了方案的切实可行和正确无误。

将该电气设计接入风机组和逆变电路之间，即可实