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变速恒频双馈风力发电系统的仿真研究

作　者: 黄凯
导　师: 王斌
学　校: 三峡大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 变速恒频风力发电矢量控制双向变换器空间矢量脉冲宽度调制
分类号: TM614;TK89
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 874次
引　用: 4次
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内容摘要

本文对VSCF(变速恒频)双馈风力发电系统中的励磁控制技术进行了仿真研究,主要内容如下:在两相同步旋转坐标系dc-qc中,建立了基于定子磁场定向的双馈发电机的数学模型,并分析了实现发电机定子输出有功和无功功率独立调节的矢量控制方法。采用输入电流波形接近正弦且输入功率因数可调,输出电压频率、幅值和相位可以独立调节的基于双SVPWM(SVPWM(空间矢量脉冲宽度调制)整流-SVPWM逆变)的交-直-交双向变换器作为励磁电源;并分析了交-直-交双向变换器直流侧电容和网侧电感的设计方法。分析了VSCF双馈风力发电机在额定风速下的控制过程;利用仿真软件MATLAB/SIMULINK构建了双馈发电机的仿真模型,仿真结果显示了基于矢量控制的双馈发电机对定子输出有功功率、定子侧功率因数和转差率的单独调节都能做出快速响应并保持良好跟踪;建立了基于双SVPWM的交-直-交双向变换器励磁和定子磁场定向矢量控制的VSCF双馈风力发电系统的仿真模型,对在亚同步速、超同步速和跨越同步速三种发电状态下的定子输出有功和无功功率的调节特性进行了仿真分析,仿真结果进一步验证了系统控制策略的可行性;并与采用基于双SPWM(SPWM(正弦脉冲宽度调制)整流-SPWM逆变)的交-直-交双向变换器进行了比较分析,仿真结果显示了基于双SVPWM的交-直-交双向变换器具有较高的直流电压利用率和较低的励磁电压(电流)THD(总谐波畸变系数),更好地满足了VSCF双馈风力发电机的励磁控制特性。本文的工作为VSCF双馈风力发电系统中励磁控制技术的应用研究提供了参考。

全文目录

内容摘要  4-5
Abstract  5-7
引言  7-8
1 绪论  8-14
  1.1 变速恒频风力发电系统的特点及研究现状  8-10
  1.2 双馈发电机励磁控制技术的发展  10-12
  1.3 本文主要内容  12-14
2 双馈发电机的定子磁场定向矢量控制原理  14-18
  2.1 双馈发电机在两相同步旋转坐标系dc-qc中的数学模型  14-17
  2.2 双馈发电机的定子输出有功和无功功率的矢量控制  17-18
  2.3 小结  18
3 基于双SVPWM 的交-直-交双向变换器的调制原理  18-26
  3.1 三相电压型高频PWM 的交流?直流双向变换器及其控制原理  18-21
  3.2 空间矢量脉冲宽度调制原理  21-24
  3.3 交-直-交双向变换器的直流侧电容和网侧电感设计  24-26
  3.4 小结  26
4变速恒频双馈风力发电系统仿真模型建立及仿真结果分析  26-44
  4.1 变速恒频双馈风力发电机组在额定风速下的控制过程分析  26-28
  4.2 双馈发电机仿真模型的构建  28-33
  4.3 基于双SVPWM 的双向变换器励磁的双馈风力发电系统的仿真  33-38
  4.4 定子输出有功和无功功率调节特性的仿真分析  38-41
  4.5 基于双SVPWM 与双SPWM 的双向变换器的性能比较  41-42
  4.6 小结  42-44
5 结论与展望  44-46
  5.1 结论  44
  5.2 展望  44-46
参考文献  46-49
后记  49-50
附录 1  50-52
附录 2:攻读硕士学位期间发表的部分学术论著  52

变速恒频双馈风力发电系统的仿真研究

内容摘要

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