目前全球发电行业主要以煤为燃料驱动蒸汽轮机发电产生电能。由于人类的大量开采，这种不可再生能源日益紧缺，同时煤的燃烧会对环境造成污染，并且有越来越严重的趋势，已经威胁到了人们的生存和发展。尤其是近年来，我国雾霾现象有加重趋势，将无污染且资源丰富的风能作为发电能源具有十分重要的意义。稀土永磁风力发电系统相比于传统的风力发电系统，具有很多优点，它结构相对于简单，运行可靠，不需要频繁维护，同时这种风力发电系统具有更高的风电转换效率，整体造价也较便宜。综合这些优点，可独立运行的稀土永磁风力发电系统非常适合在我国沿海和西部地区进行推广。本文对风力发电和它的控制技术进行了介绍，同时介绍了小型风力发电系统的构成要素，以及各个部件的工作原理，并且设计了一套独立运行的稀土永磁风力发电系统。另外还设计了一套风机系统用于模拟自然风，作为发电机的原动机。关键词稀土永磁；风力发电机；整流器
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 全球风电产业的发展现状 1
1.2.1全球风电产业概况 1
1.2.2世界风电技术的发展 4
1.3风力发电原理 6
1.4风力发电系统主要类型 7
1.4.1定桨距失速调节型风力发电机组 8
1.4.2变桨距调节型风力发电机组 8
1.4.3主动失速调节型风力发电机组 9
1.4.4变速恒频风力发电机组 9
1.5本课题的研究意义及主要内容 10
第二章 稀土永磁风力发电机控制系统方案设计 11
2.1系统硬件电路设计 11
2.1.1发电机的选型 12
2.1.2整流器的选型 13
2.1.3充电器的选型 15
2.1.4蓄电池的选型 15
2.1.5逆变器的选型 16
2.2系统控制电路设计 18
2.2.1限速保护装置 18
2.2.2蓄电池保护策略 18
2.2.3控制芯片 19
2.2.4检测电路 20
2.2.5驱动电路 21
2.3控制器软件设计 21
2
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
.3.1主程序 21
2.3.2中断服务程序及子程序 22
2.3.3工作模式子程序 23
第三章 风机控制系统设计 24
3.1风机系统介绍 24
3.2变频器的选型 24
3.3电动机的选型 25
结论 27
致谢 28参考文献 29第一章 绪论
1.1 引言
发展可再生能源已经是大势所趋。进入二十一世纪以来，全球气候变暖以及传统能源的日益枯竭，迫使世界各个国家都将目光放到了清洁的可再生能源上，主要包括风能、太阳能等。除了利用水能的水力发电之外，利用风能的风力发电是最具有开发价值，进行商业化应用的。相比于其他的可再生能源，风能是最具有经济价值的，而且风力发电技术比较成熟，配套产业比较完善，同时风能是取之不尽用之不竭的可再生清洁能源。可以预测，在未来的一段时间内（2030—2050年），风能是最具潜力的可大规模开发利用的能源之一。
走可持续发展道路，在电力行业中首选风力发电。在生产和消费能源的时候，人们已经越来越注重能源的清洁和高效，全球各个国家都在这个方向上加快了步伐。从上个世纪末开始，以太阳能发电和风力发电为代表的新能源发电发展迅速，甚至超过了利用传统能源发电。为了加快风力发电的发展，全球各个国家都在通过制定鼓励政策，大力支持风电事业。而我国幅员辽阔，沿海地区和西部地区风能资源丰富，风力发电在我国的推广意义重大。
1.2 全球风电产业的发展现状
1.2.1全球风电产业概况
2015年，世界风力发电市场继续高速增长的趋势，新增的风力发电装机容量为63.7GW，同比增长了30.2%。其中陆上风电新增装机容量59.2GW。相较于上一年增加了11.3GW，增幅较高的原因是一些厂商在现有的优惠政策结束前，增加的装机量，海上风力发电随着欧洲国家的海上风力发电工程的完成，进行并网发电，新增加的装机容量达到了4.4GW的历史新高。风力发电是新能源开发利用中较为成熟的技术，截止到2016年之间，世界风力发电累计装机容量达到了427.5GW。
2015年全球风力发电融资总额达到了1096.4亿美元，同比增加了39.8亿美元。从融资区域上看，中国和欧洲仍然是全球最主要的风电市场，融资占比分别为43.5%和25.9%。其中，2015年中国风力发电融资额达到了477.3亿美元的历史最高水平，同比增长了18.3%；受德国、英国风电项目延期以及相关国家风电政策不明影响，欧洲风电融资总额为283.9亿美元，同比下降17.5%；美国风力发电的融资额为116.4亿美元，同比增长了21.6%；中国和美国风电融资额的增加有效弥补了欧洲风电融资额的大幅下降，使得全球风电融资额同比仍呈现增长态势。
20072015年，世界陆上风力发电装机持续快速增长，累计装机容量年均复合增长率为20.9%。截至2015年底，全球陆上风电累计装机容量已达415.2GW。
中国仍是全球最大的陆上风电装机市场，占比高达43.2%。其次是美国，占比为15.3%，德国排名第三，占比为6.5%。2015年中国以新增装机容量25.6GW高居全球风电市场榜首，同比增长23.7%。受中国消减陆上风电上网标杆电价政策影响，预计2016年以后中国陆上风电年度新增装机容量将呈缓慢下降趋势，2016年新增装机容量将下降至23GW左右。20172021年，综合考虑资金及补贴下降等因素，预计中国陆上装机容量将下降至1920GW，截至2021年，累计装机容量将超过250GW。
2015年欧洲陆上风力发电新增装机容量达到了11GW，与2014年基本持平。其中德国新增的装机容量为3.8GW，同比下降了13.9%，但仍继续领跑欧洲市场；英国和土耳其新增装机容量均为1GW，法国和波兰新增装机容量均为0.9GW。未来英国发电容量招标政策或将对市场造成短期下行压力，其他欧洲国家也将陆续实施替代现有固定上网电价的市场定价机制，预计在20172021年之间欧洲陆上风电年度新增装机容量将保持在810GW左右。

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