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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:游盛皓
研究生(外文):Sheng-Hao You
論文名稱:以LabVIEW建置之風力發電實驗系統控制介面
論文名稱(外文):A LabVIEW based control interface for an experimental Wind Power Generation System
指導教授:李俊奇李俊奇引用關係李尚懿李尚懿引用關係
指導教授(外文):Jiunn-Chyi LeeSan-Yi Lee
口試委員:李俊奇李尚懿陶德福于尚禮
口試委員(外文):Jiunn-Chyi LeeSan-Yi LeeDer-Fu TaoSun-Li Yu
口試日期:2014-06-25
學位類別:碩士
校院名稱:臺北城市科技大學
系所名稱:資訊應用產業碩士專班
學門:電算機學門
學類:軟體發展學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:LabVIEW風力發電綠色能源
外文關鍵詞:LabVIEWWind Power GenerationGreen energy
相關次數:
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綠色能源的開發及使用為國家重要政策,綠色能源應用技術為電機教育重要的一環。為提升目前綠色能源應用技術的教學績效,本論文利用LabVIEW功能,撰寫人機介面程式及設計使用畫面,整合不同的風力發電實驗項目於同一使用環境,使用者不需細部的操作Matlab/Simulink即可進行實驗,達到降低風力發電實驗之學習門檻及增加操作方便性,提升現更單一實驗操作方式風力發電實驗設備之效能。
The development and usages of green energy is an important national policy, hence the green energy applications also the important part of electrical engineering education.
To enhance the teaching efficiency of the green energy applications, this thesis uses LabVIEW functions to build the human-machine interface, and integrate different wind power generation experiments in the same environment, so users do not need to detail the operation of Matlab / Simulink before conducting the experiment. The developed human-machine interface reduces the barriers to study the wind power generation experiment, increases the operation convenience, and upgrade performance of the the wind power generation equipment.
摘要………………………………………………………………………………………………………………………I
ABSTRACT…………………………………………………………………………………………………………… II
誌謝………………………………………………………………………………………………………………….. III
目錄…………………………………………………………………………………………………………………..IV
圖目錄………………………………………………………………………...…………………………………….VI
表目錄................................................................................................................. VIII
第一章 緒論.......................................................................................................... 1
1.1前言.................................................................................................................. 1
1.2 研究動機與目的............................................................................................. 3
1.3 論文架構......................................................................................................... 4
第二章 相關研究與討論...................................................................................... 5
2.1風力發電之介紹.............................................................................................. 5
2.2 風力發電原理................................................................................................. 6
2.3風力發電機各项特性分析.............................................................................. 8
2.3.1 風力機的輸入功率...................................................................................... 8
2.3.2 風力機的輸出功率....................................................................................... 8
2.3.3 風能利用係數............................................................................................... 9
2.3.4 風力機的頂端速度比................................................................................. 10
2.3.5 風力機的轉矩係數..................................................................................... 10
2.4 風力發電種類概述........................................................................................ 13
2.4.1水平軸風力發電機....................................................................................... 13
2.4.2垂直軸風力發電機....................................................................................... 15
2.5風速風壓對照.................................................................................................. 16
2.6風力發電實驗設備之介紹.............................................................................. 18
2.6.1 風力發電系統.............................................................................................. 20
2.6.2 主控制箱....................................................................................................... 22
2.6.3 負載箱........................................................................................................... 24
2.6.4 充電調節器................................................................................................... 25
2.6.5 蓄電池........................................................................................................... 27
2.6.6 DAQ卡 .......................................................................................................... 30
2.6.7電流回授模組................................................................................................ 31
2.6.8電壓回授模組................................................................................................ 32
2.6.9風速回授模組................................................................................................ 33
第三章 實驗器材結合LabVIEW介面之製作與控制方法 ................................. 34
3.1 風力發電實驗架構.......................................................................................... 34
3.2 LabVIEW介紹 .................................................................................................. 40
3.2.1 圖形化程式設計............................................................................................ 40
3.2.2 虛擬儀控........................................................................................................ 41
3.3 DAQ介紹 ......................................................................................................... 43
3.4 LabVIEW-DAQ ................................................................................................... 45
第四章 風力發電實驗系統實驗程式設計與實驗結果........................................ 47
4.1 DAQ製作 ......................................................................................................... 47
4.2整合式風力發電實驗介面................................................................................ 52
4.3實際操作結果.................................................................................................... 58
4.4實驗範例一:風速量測實驗模式.................................................................... 59
4.5實驗範例二:風力發電昇壓實驗模式............................................................ 62
4.5.1風力發電之昇壓連續實驗模式..................................................................... 62
4.5.2風力發電之昇壓時間固定實驗模式............................................................. 65
4.6實驗範例三:風力發電降壓實驗模式............................................................. 67
4.6.1風力發電之降壓連續實驗模式...................................................................... 67
4.6.2風力發電之降壓時間固定實驗模式.............................................................. 70
第五章 結論與未來展望......................................................................................... 72
參考文獻................................................................................................................... 73

[1] 郭菁輝,整合式太陽能發電實驗系統,臺北城市科技大學,機電整合研究所碩士論文,2009年6月。 [2] 孫皓晨,以LabVIEW/Simulink建置之太陽能發電實驗系統控制介面,臺北城市科技大學,機電整合研究所碩士論文,2014年2月。
[3] 何佩芬,綠色能源 迎風啟動-台灣風力發電的現況與展望,能源報導,2005年12月。
[4] 使用手冊,風力發電模擬系統WSP_5C MATLAB Real-Time控制系統,台灣仿真科技股份更限公司,http://www.jubilee.com.tw/。
[5] 陳清嚴、張嘉文、江榮城,風力廠址規劃環境引響評估,電機月刊,第187期,pp.154-173,2006年。 [6] 郭怡廷,風力發電的發展與台灣的風力發電發展概況,國立臺灣藝術大學,2013年10月。
[7] 維基百科,http://zh.wikipedia.org/wiki/,2014年4月。
[8] 台灣颱風資訊中心,http://typhoon.ws/learn/reference/beaufort_scale。
[9] PCI-1716快速入門手冊,研華科技,http://www.advantech.tw/
[10] NATIONAL INSTRUMENTS,
http://www.ni.com/data-acquisition/what-is/zht/,2013年12月。
[11] NATIONAL INSTRUMENTS中國,NI資料獲取技術十講之DAQ基礎知識簡介,http://china.ni.com/demo/daq/lectureten,2013年12月。
[12] 李政益,以LabVIEW為基礎進行系統設備之整合設計與實現,國立台北科技大學,電機工程系碩士班碩士論文,民國96年7月。
[13] 游振和,洪寶亮,蘇育辰,簡弘奇,風力發電的種類及控制模式概述,台電工程月刊75期,民國96年。
[14] LabVIEW Pro 專業論壇,http://www.labviewpro.net/。
[15] 研華科技Advantech,http://www.advantech.tw/。
[16] National Instruments 美商國家儀器股份更限公司台灣分公司,http://taiwan.ni.com/。
[17] IT360 ,http://it360.tw/。
[18] MATLAB, Simulink, Rational,http://www.terasoft.com.tw/。
[19] Data Acquisition (DAQ) - National Instruments,http://www.ni.com/data-acquisition/zht/。
[20] NI LabVIEW Simulation Interface Toolkit - National Instruments,http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/zht/nid/209048。
[21] Building a LabVIEW User Interface for a Simulink® Model with LabVIEW Simulation Interface Toolkit,http://www.ni.com/white-paper/3057/en/。
[22] NI LabVIEW (Digital Filter Design) National Instruments,http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/zht/nid/209040。
[23] David R,and Gerald M,”Wind Energy System” Proceedings of IEEE,Vol.81,No.3,pp.378-389,March 1993
[24] Patel,Mukund R,Wind and solar power systems:design,analysis,andoperation Taylor&Francis,2006。
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