随着经济社会的发展,世界各国的能源矛盾日益突出。鉴于风能具有安全、清洁、充裕,稳定等特点,风能的利用将有效地缓解资源供需矛盾、减缓环境污染的程度。近年来,我国在风力发电上的投入与研究进入了一个新的发展阶段。学者们主要致力于研究提供风能的机械效率和机械寿命。一些学者提出了各种有效的风力发电机算法和控制策略,但是他们的研究多集中于并网控制、桨叶控制与发电机控制,偏航控制研究仍有待于进一步的深入。风力发电机组的偏航控制由主动迎风系统和被动迎风偏航系统构成。一方面,主动迎风系统多用于大型并网型风力发电机系统中。即当风向改变时,该系统能够根据风向标发出的信号主动对风力发电机的风轮转速进行控制。另一方面,被动迎风系统多用于小型、独立风力发电系统。而这一系统通常由尾舵控制,当风向发生变化时,它可以被动迎风。但当风速过快时该系统必需停止发电,以确保发电机不会被烧毁。因此,若对小型风力发电机偏航控制系统进行深入研究具有一定的理论意义和实践意义。针对以上问题,本文以300W小型风力发电机为研究对象,通过可编程控制器进行仿真及模拟实验进行研究。其方法是当风向与风力发电机的风轮轴线发生偏离时,可将风向风速仪发出的电信号传递到可编程控制器进行分析。可编程控制器可根据内部程序通过其它控制系统将风力发电机风轮与风向调整到适当方位,不再需要尾舵则可以实现主动寻找风向。这样,当风速过快时保证发电机不被烧毁的前提下调整到适当位置可继续发电。这一系统还能够摆脱尾舵控制的缺陷,从而推进了离网型风力发电机向大中型并网发电机组的发展。
