一種基於PID控制的風力發電機控制系統的製作方法

2023-08-05 19:52:16

本發明涉及風能發電技術領域，特別是涉及一種基於PID控制的風力發電機控制系統。

背景技術：

近年來，隨著社會工業的快速發展，人類對能源的需求量日益增多，由於傳統的能源，比如煤炭、石油、天然氣均為不可再生能源，因此能源問題變的是日益緊張；尋找新的能源對人類發展具有舉足輕重的作用。

眾所周知，風力發電是把風的動能轉為電能。風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風能為2×10^7MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。風很早就被人們利用--主要是通過風車來抽水、磨麵等，而現在，人們感興趣的是如何利用風來發電。我國風能資源豐富，可開發利用的風能儲量約10億kW，其中，陸地上風能儲量約2.53億kW(陸地上離地10m高度資料計算)，海上可開發和利用的風能儲量約7.5億kW，共計10億kW。而2003年底全國電力裝機約5.67億kW。風是沒有公害的能源之一。而且它取之不盡，用之不竭。對於缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區、山區和高原地帶，因地制宜地利用風力發電，非常適合，大有可為。

通過長期的實踐發現：風力發電機主要是依靠風力來實現發電，因此，風力發電機一般需要建立在風能資源比較豐富的空曠地方，一般情況下，這種風能比較空曠的地方，其環境條件比較惡劣，因此經常會發生颶風或者是大暴雨等極端天氣的發生；而一旦出現上述極端天氣，發電機的定子繞組或者動子繞組經常會發生短路的事故發生；當短路事故發生時，發電機中的定子繞組或者動子繞組的溫度將會急劇升高，因此，設計開發一種能夠具有更高安全係數的基於PID控制的風力發電機控制系統顯得是尤為重要。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：提供一種基於PID控制的風力發電機控制系統。當發電機的定子繞組或者動子繞組的溫度急劇增加時，該基於PID控制的風力發電機控制系統能夠及時關閉風力發電機。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是：

一種基於PID控制的風力發電機控制系統，包括：

用於控制風力發電機工作狀態的風力發電機控制器；

用於測量現場溫度的溫度傳感器；所述溫度傳感器為非接觸式溫度傳感器；所述溫度傳感器安裝於風力發電機的定子繞組上；

用於測量現場溼度的溼度傳感器；所述溼度傳感器為氯化鋰溼度傳感器；所述氯化鋰溼度傳感器安裝於風力發電機的定子繞組或動子繞組上；

PID控制器，所述溫度傳感器和溼度傳感器的輸出端子通過模數轉換器與PID控制器的輸入端子電連接；

所述PID控制器的輸出端子與風力發電機控制器的控制端子電連接；所述PID控制器的I/O端子上電連接有GSM通信模塊。

進一步：所述溫度傳感器為光纖溫度傳感器。

更進一步：所述溫度傳感器不少於兩個；至少有一個溫度傳感器安裝於風力發電機的動子繞組上。

本發明具有的優點和積極效果是：

通過採用上述技術方案，本發明能夠對風力發電機的定子繞組和動子繞組的溫度和溼度進行實時監控，當風力發電機的定子繞組或動子繞組的溫度過高時或溼度過高時，PID控制器則會第一時間關閉發電機，防止不安全事故的發生，同時，由於所述PID控制器的I/O端子上電連接有GSM通信模塊，因此可以將現場PID控制器的工作狀態發生給遠端的控制終端，進而為工程師提供更多的現場資料。

附圖說明：

圖1是本發明優選實施例的電路框圖；

圖2是本發明優選實施例的局部電路圖，主要用於顯示PID控制器的內部電路。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1和圖2，一種基於PID控制的風力發電機控制系統，包括：

用於控制風力發電機工作狀態的風力發電機控制器；

用於測量現場溫度的溫度傳感器；所述溫度傳感器為非接觸式溫度傳感器；所述溫度傳感器安裝於風力發電機的定子繞組上；

用於測量現場溼度的溼度傳感器；所述溼度傳感器為氯化鋰溼度傳感器；所述氯化鋰溼度傳感器安裝於風力發電機的定子繞組或動子繞組上；

PID控制器，所述溫度傳感器和溼度傳感器的輸出端子通過模數轉換器與PID控制器的輸入端子電連接；

所述PID控制器的輸出端子與風力發電機控制器的控制端子電連接；所述PID控制器的I/O端子上電連接有GSM通信模塊；圖2為PID控制器具體電路；主要包括一個輸入端子、四個比較器和一個輸出端子。

所述PID控制器的輸出端子與風力發電機控制器的控制端子電連接；所述PID控制器的I/O端子上電連接有GSM通信模塊。

本發明的工作原理為：溫度傳感器對定子繞組或者動子繞組的溫度進行實時監控，溼度傳感器對定子繞組或者動子繞組的溼度進行實時監控，並將監控到的溫度信息和溼度信息發送給PID控制器，PID控制器上預設有溫度的上限閾值和溼度的上限閾值，當溫度信息達到上限閾值時或溼度信息達到上限閾值時，PID控制器則輸出一個特定信息指令，比如是高電平，此時風力發電機控制器一旦接收到上述高電平，則會關閉風力發電機，進而將危險降低到最低程度。同時，PID控制器還將現場自身的工作情況通過GSM通信模塊發送給遠程控制器，為工程師提供第一手的現場資料。

進一步：所述溫度傳感器為光纖溫度傳感器。

更進一步：所述溫度傳感器不少於兩個；至少有一個溫度傳感器安裝於風力發電機的動子繞組上。

以上對本發明的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用於限定本發明的實施範圍。凡依本發明申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本發明的專利涵蓋範圍之內。