风电机组液压独立变桨距系统的设计与分析

摘要风能作为可再生能源中发展最快的清洁能源，其具有清洁，无污染，安全，储量丰富的特点，受到世界各国的普遍重视，是最具有大规模开发和商业发展前景的可再生能源。

当前，中国风电市场蓬勃发展，由此带动中国风机制造产业呈现欣欣向荣的发展势态。

变桨系统是风力发电机组系统中的最要组成部分，在实际风力发电中，当风速过大的时候，变桨系统运行，桨叶角度变化，可以对风力发电机起到保护作用，防止风力发电机轮毂转速过高损坏设备造成经济损失。

桨叶角度在一定范围（0-90度）内变化，以便调节输出功率不超过设计容量。

依据直驱风力发电机变桨系统的结构组成以及功能，进行了对风力机变桨实验系统的设计，选取S7-3000PLC进行控制风机进行变桨、偏航等功能，作为一种教学平台，它对同学进一步学习对风力机偏航系统的控制有很大的帮助。

关键词：变桨系统实验装置 PLC控制目录前言.................................................................................错误!未定义书签。

第一章绪论.. (1)1.1 我国能源的现状和发展风电优势 (1)1.2 发展状况 (4)第二章大型风力发电机组系统组成及功能 (8)2.1 大型风力发电机的结构 (8)2.2 大型风力发电机的工作过程及原理 (9)2.3 大型风力发电机的自动控制原理 (10)2.4 风力发电机组控制单元（WPCU） (10)2.5 远程监控系统（WPCM） (12)2.6 WPCS风电控制系统功能 (12)2.6.1 数据采集（DAS）功能 (12)2.6.2 机组启停、发电控制 (13)2.7 风电控制系统辅助设备逻辑 (13)第三章风力机偏航试验系统的设计 (16)3.1 机舱 (16)3.1.1 电动机的用途及其选型和安装 (16)3.1.2 刹车机构的设计及其安装 (16)3.1.3 偏航机构 (17)3.1.4 主轴以及主轴轴承的选型及其安装 (18)3.1.5 轮毂 (19)3.1.6 变桨机构 (19)3.2 PLC控制系统的选型 (20)3.2.1 系统组成 (21)3.2.2 变桨机构控制流程 (22)第四章设计结论 (23)参考文献.................................................................................错误!未定义书签。

风力发电机液压变桨系统与电动变桨系统对比分析风力发电机液压变桨系统与电动变桨系统对比分析摘要：风力发电机组变桨系统通过对叶片桨距角的控制调节发电机输出的扭矩和功率，使其能够控制发电机转速使其跟踪风速变化。

文章针对目前流行的两种变桨系统进行研究，并指出液压变桨系统和电动变桨系统在使用维护中存在的优缺点。

关键词：风力发电机组叶片桨距角控制扭矩和功率控制并网型风力发电机组是将风的动能转换成机械能，再把机械能转换成电能并入电网。

由于风速随时发生变化，因此长期运行在野外的风力发电机组承受着十分复杂恶劣的交变载荷。

所以风力发电机组各个部件的疲劳强度、材料结构和控制策略是影响风力发电机组寿命的主要因素。

叶轮是扑捉风能的关键部件，叶轮是由叶片和轮毂组成。

叶片具有空气动力外形，在气流的作用下产生力矩驱动叶轮转动，通过轮毂和主轴将扭矩传递到齿轮箱增速来驱动发电机，再经过变流器把电压转换成和电网电压频率，幅值和相位完全一致后经箱变并入电网，由此完成能量的变换。

变桨控制系统通过控制对叶片的迎风角度能够获取更多的风能，并减小因阵风引起的载荷，因此取得了广泛应用。

变桨系统能够控制发电机转速使其跟踪风速变化，时刻跟踪风能利用系数Cp，通过对变桨系统的控制可以对输出扭矩和功率进行控制，保持最佳功率曲线。

变桨距控制系统通过控制连接在轮毂轴承机构转动叶片来控制叶片桨距角，由此来减小翼型的升力来控制叶轮的转速达到控制输出扭矩和功率的目的。

变桨距系统可根据风速连续调节叶片的桨距角，以便达到在额定风速以上能够保持输出功率恒定的的目的。

一般在额定风速以下，叶片的启动桨距角是87度左右，当风力发电机在启动的过程中桨距角逐渐向0度方向转动，此时气流在轮毂上产生的提升力逐渐增加，叶轮越转越快，当达到额定转速时风机并网运行，所以控制叶片的桨距角是变桨控制系统的关键。

1 液压变桨系统的原理与结构液压变桨距的控制原理就是控制系统通过检测信号驱动液压系统，使液压系统变桨缸直接运行，从而通过一个运动装置将直线运动变为圆周运动，来推动带有轴承的叶片转动，实现调节桨距角的目的。

变桨系统分析变速变桨距风力发电机组目前已成为大型风力发电机组研发和应用的主流机型。

与定桨距风力发电机组相比，变桨距风力发电机组具有在额定功率点以上输出功率平稳、相同功率机组额定风速低、不受气流密度变化等环境因素影响和良好的启动和制动性能等优点。

变桨距风力机是指整个叶片绕叶片中心轴旋转，使叶片功角在一定范围内变化，以便调节输出功率不超过设计容许的值。

在机组出现故障时，需要紧急停机，一般应先使叶片顺桨，这样机组结构中受力小，可以保证机组运行的安全可靠性1.1变桨系统概述变桨控制系统实现风力发电机组的变桨控制，在额定功率以上通过控制叶片桨距角使输出功率保持在额定状态。

变桨控制柜主电路采用交流--直流--交流回路，由逆变器为变桨电机供电，变桨电机采用交流异步电机，变桨速率由变桨电机转速调节。

变桨控制系统包括三个主要部件，驱动装置－电机，齿轮箱和变桨轴承。

从额定功率起，通过控制系统将叶片以精细的变桨角度向顺桨方向转动，实现风机的功率控制。

如果一个驱动器发生故障，另两个驱动器可以安全地使风机停机。

变桨控制系统是通过改变叶片迎角，实现功率变化来进行调节的。

通过在叶片和轮毂之间安装的变桨驱动电机带动回转轴承转动从而改变叶片迎角，由此控制叶片的升力，以达到控制作用在风轮叶片上的扭矩和功率的目的。

在90度迎角时是叶片的工作位置。

在风力发电机组正常运行时，叶片向小迎角方向变化而达到限制功率。

一般变桨角度范围为0～86度。

采用变桨矩调节，风机的启动性好、刹车机构简单，叶片顺桨后风轮转速可以逐渐下降、额定点以前的功率输出饱满、额定点以的输出功率平滑、风轮叶根承受的动、静载荷小。

变桨系统作为基本制动系统，可以在额定功率范围内对风机速度进行控制。

变桨控制系统有四个主要任务：●通过调整叶片角把风机的电力速度控制在规定风速之上的一个恒定速度。

●当安全链被打开时，使用转子作为空气动力制动装置把叶片转回到羽状位置（安全运行）。

●调整叶片角以规定的最低风速从风中获得适当的电力。

变桨系统设计范文变桨系统是风力发电机组中的重要组成部分，主要用于调整风机叶片的角度，以便在不同的风速下最大限度地捕捉风能并转化为机械能。

本文将基于风力发电机组的工作原理、变桨系统的组成部分、工作原理和常见的设计参数等方面，对变桨系统进行详细阐述。

一、工作原理：风力发电机组由风机、变桨系统、发电机和控制系统等组成。

当风速增加时，风机的旋转速度也会增加，这会引起超速现象，对风机和发电机造成损害。

为了防止超速，就需要通过变桨系统来调整风机叶片的角度，以控制风机的旋转速度。

变桨系统的工作原理是利用控制器对风机叶片的角度进行调整。

当风速低于额定风速时，控制器会将风机叶片调整为最佳角度，以利用最小风速来产生最大的风能；当风速超过额定风速时，控制器会自动将风机叶片调整为零角度，以保护风机和发电机。

二、组成部分：变桨系统主要由叶片、叶片安装结构、执行机构、传感器和控制器等组成。

1.叶片：叶片是最重要的组成部分，常见的叶片材料有玻璃钢、碳纤维等，具有轻量化、高强度和耐腐蚀等特点。

2.叶片安装结构：用于将叶片连接到轴上，并提供角度调整的功能。

常见的叶片安装结构包括铰链机构和驱动机构。

3.执行机构：用于提供叶片角度调整的能力。

常见的执行机构有液压系统和电动机系统。

液压系统由液压泵、液压缸、液压油管等组成，通过控制液压油的流量和压力来实现叶片角度的调整；电动机系统由电动机、减速器、转动机构等组成，通过电动机的旋转来实现叶片角度的调整。

4.传感器：用于监测风速、叶片角度和负荷等参数。

常见的传感器有风速传感器、角度传感器和负荷传感器。

5.控制器：根据传感器的反馈信号，对叶片角度进行控制和调整。

常见的控制器有微机控制器和可编程逻辑控制器。

三、设计参数：设计一个合理的变桨系统需要考虑以下参数：1.风速范围：考虑所处地区的风能资源，确定变桨系统能够适应的风速范围。

通常将设计风速和额定风速作为参数进行设计。

2.负荷和效率：考虑发电机的额定负荷和发电效率，确定叶片角度的调整范围和步长。

风力发电机组变桨控制系统设计摘要：随着“低碳”这个名词走进人们的生活，大家对可再生能源的关注度日益增大。

随着煤、石油的大量开采，能源问题引起了世界各个国家的警惕，可再生洁净能源尤其风能开始受到人们的重视，风力发电得到了飞速发展，风力发电机在结构和控制都在逐渐完善，变桨距风力发电机组占着主导地位并将慢慢取代定桨距风力发电机组"。

本文主要研究了风电机组变桨距机构。

关键词：风力发电；变桨控制；定量控制1、绪论1.1研究背景，目的及意义1.1.1研究背景大规模利用风能等可再生能源已成为世界各国应对气候环境变化的重要议题。

从十六世纪人类利用风能抽水碾磨到二十世纪利用风能发电，从单桨叶风力发电机组到多桨叶风力发电机组，从垂直轴风力机到1957年第一台200kW水平轴并网风力发电机组的诞生，人类开发利用风能的技术取得了长足的进步。

目前，风力发电技术相对成熟，具备了大规模商业开发的条件，因此受到各国的普遍重视，已经逐步发展成为成熟的产业l。

截止到2010年底，世界各国风力发电机组装机总容量已超过196，630MW，是2000年的12倍。

十年来，全球风力发电的年平均增长率一直保持在29%左右，2010年仅新增装机容量就达37，580MW。

在风能资源开发技术方面，使国内风力发电机组的设计、制造和技术管理运营达到国际水平。

为此，国家积极出台多项可再生能源法，为发展风力发电等新能源提供了政策上的保障。

当前，发展风电的趋势已势不可挡，风电产业正在迎接一个新的发展时期。

目前风力发电技术的主要发展方向是，研究如何提高风力发电机组单机的装机容量、机组的发电效率和系统的可靠运行等几方面。

随着机组单机容量的不断增大，对风力发电系统变桨、变速调节技术，因其在不同风况时能够获得更高的风能转换效率，可以更好的稳定系统能量输出，且摆脱并网要求对机组的转速限制，因而逐渐占据了风力发电的主导地位。

1.1.2研究目的和意义为了在发展中既能提高经济效益，又能降低单位千瓦成本，风力发电机组单机容量正向着大型化的方向改进。

变桨系统分析范文变桨系统是风力发电机组中的一个重要组成部分，其主要功能是控制风力发电机的转动速度以及调整叶片的角度，以最大限度地捕捉风能并转化为电能。

变桨系统的设计和分析对于提高风力发电机组的性能和效率至关重要。

首先，变桨系统的设计要考虑到风力的不稳定性以及不同桨叶之间的协调。

由于风速和风向会不断变化，变桨系统需要能够实时监测风速和风向，并根据这些信息来调整叶片角度。

这样可以确保叶片始终与风的方向保持一致，使得风能能够最大化地被转化为电能。

其次，变桨系统的设计还需要考虑到风力发电机组的安全性和稳定性。

在风力风速超过预设范围或者发生异常情况时，变桨系统需要能够快速响应并采取相应措施，例如自动停机等，以保证风力发电机组的安全运行。

此外，变桨系统还需要考虑到桨叶与风轮之间的匹配，以避免不必要的振动和损耗。

另外，变桨系统的设计还需要考虑到节能和环保的因素。

在设计中需要采用先进的变桨技术和材料，以提高变桨系统的效率并减少能源的消耗。

例如，使用轻量化的材料可以减轻叶片的负荷，从而减少能耗。

同时，变桨系统还可以根据风速和负载状况自动调整变桨角度，以实现最佳风能转化效果。

此外，变桨系统的设计还要考虑到系统的可靠性和可维护性。

风力发电机组通常安装在海上或者偏远地区，维护困难且成本较高。

因此，变桨系统需要具有自动故障检测和诊断功能，并能够通过远程监控进行实时数据传输和维护。

这样可以大大提高系统的可靠性，并减少维护成本和停机时间。

最后，变桨系统的设计还需要兼顾成本的因素。

变桨系统通常占据整个风力发电机组的一定比重，因此需要在设计中考虑到成本效益和性能之间的平衡。

这可能涉及到不同变桨系统的选择和优化，以找到最佳的设计方案。

综上所述，变桨系统的设计和分析需要综合考虑风力的不稳定性、风力发电机组的安全性和稳定性、节能环保、系统可靠性和可维护性以及成本效益等因素。

通过合理的设计和分析，可以提高风力发电机组的性能和效率，从而实现更高效的风能转化。

风力发电机组变桨系统的优化设计一、引言风力发电是一种清洁、可再生的能源，受到越来越多国家的重视和广泛应用。

在风力发电站中，风力发电机组的变桨系统是其中一个重要部分，它负责调整叶片的角度来适应不同的风速和风向，以获取最大的风能转换效率。

本文将针对风力发电机组的变桨系统进行优化设计，以实现更高的发电效率。

二、变桨系统的工作原理风力发电机组的顶部装有三个或更多的叶片，在风的作用下转动。

为了在不同的风速和风向下都能高效转换风能，变桨系统起到重要作用。

变桨系统通常由电机、控制器和叶片构成，通过控制器感知风速、方向的变化，然后通过电机调整叶片的角度来获得最佳的风能转换效率。

三、优化设计方案1. 变桨系统感知风速和风向的精准度为了获得最佳的发电效率，变桨系统需要精确感知风速和风向的变化。

目前常用的风速传感器包括热线式、超声波式和激光式等。

优化设计中，可以选择合适的传感器，提高其精准度和可靠性，以确保系统能够准确感知风速和风向的变化。

2. 变桨系统叶片的材料选择和结构设计叶片的材料和结构对风能转换效率有着重要影响。

在优化设计中，可以选择轻量化材料和优化的叶片结构，以减小叶片的质量和空气阻力，提高风能的转换效率。

3. 变桨系统的控制策略变桨系统的控制策略直接影响到发电效率。

一种常见的控制策略是根据风速和风向的变化来调整叶片的角度，使其始终能够处于最佳的风能转换状态。

在优化设计中，可以改进控制器的算法和响应速度，提高系统的控制精度和响应性能。

4. 变桨系统的安全性设计在风力发电站中，变桨系统需要能够在恶劣的天气条件下工作，并保持良好的可靠性和安全性。

在优化设计中，需要考虑系统的抗风性能和抗冰性能，确保系统能够正常工作并不会受到外部环境的影响。

5. 变桨系统的维护和保养优化设计还需要考虑到变桨系统的维护和保养成本。

设计合理的结构和材料，以降低维护和保养的频率和成本，并提高系统的可靠性和寿命。

四、优化设计的效益通过对风力发电机组的变桨系统进行优化设计，可以实现以下几方面的效益：1. 提高发电效率优化设计可以使变桨系统更加灵敏和准确地感知风速和风向的变化，并通过调整叶片的角度来获得最佳的风能转换效率，从而提高发电效率。

兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统研究的开题报告一、研究背景与意义随着全球能源需求的不断增长，清洁能源已成为世界各国的共同选择。

其中，风能作为一种清洁、可再生、且无排放的能源形式，其发电量不受地域限制，成为了重要的替代能源。

目前，兆瓦级风力发电机组已经成为风电产业的主流，而其中液压变桨距系统，作为风力发电机组中重要的控制系统，其稳定性和可靠性直接影响着发电机组的正常运行。

然而，随着技术的不断升级和市场的竞争加剧，风力发电机组液压变桨距系统的要求越来越严格。

其中，液压变桨距系统的响应速度、精度、可靠性等方面都有了更高的要求。

因此，研究兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统，提高其控制精度和效率，对提升我国风电产业的核心竞争能力具有重要的意义。

二、研究内容和技术路线本研究旨在通过对兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统进行深入的研究，提高其控制精度和效率。

具体研究内容包括：1. 分析兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统的工作原理和控制策略，建立数学模型。

2. 设计液压变桨距系统的控制电路，选择合适的控制器和传感器。

3. 开发液压变桨距系统的控制软件，并进行仿真验证。

4. 搭建试验台架，进行实验研究。

验证液压变桨距系统的控制效果，并对系统控制策略进行优化。

技术路线如下：1. 对液压变桨距系统进行建模，分析系统的工作原理和控制策略，设计控制方案。

2. 根据设计方案，选取合适的控制器和传感器，设计控制电路。

3. 开发液压变桨距系统的控制软件，并进行仿真验证。

4. 搭建试验台架，进行实验研究，验证系统的控制效果，并进行优化。

三、预期研究成果和创新点本研究的预期成果包括：1. 充分了解兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统的工作原理和控制策略。

2. 设计灵活、可靠的液压变桨距系统的控制电路。

3. 开发具有高效性和稳定性的液压变桨距系统的控制软件。

4. 通过实验验证，进一步优化液压变桨距系统的性能和控制效果。

本研究的创新点在于：1. 综合考虑了液压系统的动力学和控制策略，设计高性能的液压变桨距系统。

风力发电变桨控制系统设计研究风力发电是一种利用风能将风能转化为电能的技术。

在风力发电过程中，变桨控制系统是一个非常重要的组成部分，它的设计和研究对于风力发电的效率和可靠性至关重要。

变桨控制系统的主要功能是根据风力大小和风向变化情况来控制风力发电机的桨叶角度，以获得最佳的能量转化效率。

变桨控制系统需要根据风力的实时测量数据来进行桨叶的角度调整，以确保风力发电机在不同的风速条件下能够始终工作在最佳状态。

在变桨控制系统的设计过程中，需要考虑以下几个方面：1.传感器选择和位置安装：为了准确测量风力的大小和方向，需要选择合适的传感器，并将其安装在合适的位置。

传感器的选择和位置安装是变桨控制系统设计的重要环节，它对于系统的准确性和可靠性有着至关重要的影响。

2.数据采集和处理：变桨控制系统需要实时采集和处理风力传感器的数据，并根据这些数据来调整桨叶的角度。

数据采集和处理过程需要高速、高精度的硬件和软件支持，以确保数据的实时性和准确性。

3.控制算法设计：控制算法的设计是变桨控制系统设计的核心环节。

控制算法需要根据实时的风力数据来决定桨叶的调整角度，以实现最佳的能量转化效率。

控制算法设计需要考虑风力的大小、风向的变化以及系统的动态响应能力等因素，以确保系统能够稳定工作并且具有较好的抗干扰能力。

4.系统建模和仿真：在变桨控制系统设计的过程中，建立系统的数学模型是非常重要的。

系统建模可以帮助我们理解系统的工作原理和动态特性，并根据模型进行仿真和优化设计。

系统建模和仿真可以有效减少实际试验的成本和风险，并帮助我们更好地了解系统的性能和可靠性。

总之，风力发电变桨控制系统的设计和研究对于提高风力发电的效率和可靠性具有重要的意义。

在设计过程中，需要考虑传感器选择和位置安装、数据采集和处理、控制算法设计以及系统建模和仿真等方面的问题。

通过合理的设计和研究，可以提高风力发电的效率和可靠性，进一步推动可再生能源的发展。

风力发电机组变桨系统的设计发布时间：2021-05-08T03:24:24.913Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第1期作者：王斌[导读] 本文将首先针对风力发电机变桨的含义进行分析，之后对风力发电机组变桨系统设计进行分析探究。

甘肃龙源风力发电有限公司兰州 737000摘要：随着时代的发展社会的进步，我国国民对于电力的需求呈现上升趋势，传统的发电方式已经不能够满足清洁发电的需求，在这种情况下风力发电技术应运而生，本文将针对风力发电机组变桨系统的设计进行分析。

关键词：风力发电；系统设计本文将首先针对风力发电机变桨的含义进行分析，之后对风力发电机组变桨系统设计进行分析探究。

风力发电是指将风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能的过程，这种过程被称作风力发电。

风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。

风力发电机组，在零件构成上又可分为风轮、机舱和塔筒三部分。

风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由三支叶片及轮毂组成。

当风吹向桨叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动从而使风能转变为机械动能。

发电机组的桨叶的材质要求较高、需要具备质量轻，材料强度大等特点，目前多用玻璃钢纤维材料来制造，风力发电机组按照变桨形式分为定桨型与变桨型两种，按照风轮的转速又可分为定速型、变速型两种[1]。

此外由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向会时常发生变化，会导致转速不稳定的现象发生，所以在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的增速齿轮箱，通过变桨调节运转速度。

塔筒是支承风轮、机舱的构架。

其设计高度较高，设计高度较高的目的是为了获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。

塔筒高度视地面障碍物对风速影响的情况，一般塔筒高度为80至120米。

变桨距也就是调节桨距角，是指安装在轮毂上的叶片，通过控制系统来改变其桨距角的大小。

在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在零度位置不变，不作任何调节当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率定桨矩是指风轮的桨叶与轮毂是刚性连接，叶片的桨距角不变。

海上风力发电的变桨系统设计与优化引言：在当今全球能源危机日益严峻的背景下，清洁能源的开发和利用变得尤为重要。

作为可再生能源的重要组成部分，风能被广泛认可为一种绿色、可持续的能源来源。

而海上风力发电作为风能开发的重要领域，具有更大的潜力和更可靠的风能资源。

本文将着重讨论海上风力发电的变桨系统设计和优化。

一、海上风力发电简介海上风力发电是将风能转化为电能的一种方法，在海洋上利用风能资源进行发电。

相比陆地风电，海上风力发电具有更稳定的风能资源和更大的潜力。

目前，海上风力发电已经在部分地区得到广泛应用，但还需要进一步改进和优化系统设计，以提高发电效率和可靠性。

二、变桨系统的作用变桨系统是海上风力发电站的关键组成部分之一，主要用于控制风机桨叶的角度，以调整风机受风面积。

通过变桨系统的控制，可以使风机在不同风速下保持在最佳转速范围内，从而实现最大的发电效率。

三、变桨系统的设计要求1. 高可靠性和稳定性：海上风力发电站的运行环境复杂恶劣，系统设计需要考虑强风和海浪的影响，确保系统的可靠性和稳定性，减少故障率和维护成本。

2. 高效转动机构：提高转动机构的效率，减少能量损失。

合理选择传动装置和轴承，降低能量消耗和摩擦损失。

3. 精确的控制系统：变桨系统需具备灵敏的控制系统，及时响应各种风速变化，实现桨叶角度的精确调整，以保持最佳发电效率。

4. 结构轻量化：海上风力发电站的变桨系统需要在满足强度要求的前提下尽可能减轻重量，以减少海上安装和维护的困难。

四、变桨系统的优化方向1. 材料选择与结构设计：通过合理的材料选择和结构设计，可以实现变桨系统的轻量化和强度提升。

例如，使用高强度、耐腐蚀的材料，结构设计中采用可靠的连接方式和抗风压设计等。

2. 传动机构优化：传动机构的设计对变桨系统的效率和可靠性至关重要。

合理选择传动装置、减小传动摩擦和能量损失，以提高转动效率和延长传动装置寿命。

3. 控制系统优化：控制系统的优化主要包括控制算法的改进和系统稳定性的提升。

新型风力发电机组液压变桨距系统的研究【摘要】分析了一种新型风力发电机组液压变桨距系统的结构和工作原理。

由于该变桨距系统在关桨和开桨时液压回路不同，因此对关桨和开桨两个过程分别进行建模。

在此基础上，在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型，并得出了系统正弦响应曲线。

仿真结果表明所建模型的正确性，并得出系统在关桨和开桨过程时应采用不同控制策略的结论，为以后工程设计提供了初步参考。

【关键词】风力发电机组；液压变桨距；建模Matlab/Simulink1.引言随着能源消耗日益增长，环境进一步恶化，风力发电越来越收到人们的重视[1]，风速是不断变化的，风力机吸收的功率与风速的立方成正比，所以风力发电机组发出的电能随风速波动。

如果风机的容量相对较小，那么风机输出的功率波动频率较小。

但是如果风机的容量很大的话，功率波动频率就会增加。

变速变桨距风力发电机组能够吸收最大的功率，同时增加机组的动态性能，进而减轻机械结构的压力。

在这种方式下，风机可以做得更轻、更便宜。

变桨距控制的提出可以额外的调整风机吸收的功率[2][3]。

风机的变桨距系统有两种。

一种是电变桨，桨叶由三个电机驱动。

一种是液压变桨，桨叶由三个油缸驱动。

风机内的环境对电机来说非常恶劣，而液压系统有很多有点，比如响应快、扭矩大等，所以本文选择液压方案作为风机的变桨距系统。

本文在分析液压变桨距系统结构和工作原理的基础上，建立了系统模型，包括控制元件模型和执行元件模型。

在Matlab/Simulink环境下，对液压变桨距控制系统进行了仿真，并且给出了仿真结果。

2.液压变桨距系统的结构和工作原理传统的风力发电机组变桨距执行机构均采用曲柄连杆机构的方式，液压站和液压油缸放在机舱内，通过一套曲柄连杆机构同步推动三片桨叶旋转，这种方案的变距力有限，而且不能对桨叶独立控制，已不能满足兆瓦级风力发电机组的要求[4][5]。

图1 液压变桨距机构本文提出了一种新型液压变桨距机构。