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变速恒频风电机组建模与实时仿真研究

作　者: 张照彦
导　师: 马永光；原涛
学　校: 华北电力大学
专　业: 控制工程
关键词: 变速恒频风力发电实时仿真矢量控制 STAR-90仿真支撑平台
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

风力发电是最有发展前途的可再生能源形式之一,对于节约能源、保护环境和促进可持续发展具有重要作用。变速恒频风力发电仿真建模是目前国内研究的热点,也是本文研究的主要内容。本文首先介绍变速恒频双馈风电机组的基本结构和主要部件,说明了变速双馈风电机组实现变速恒频运行的工作原理;然后分析风电机组数学模型,主要包括风速模型、风轮模型、传动链模型、双馈电机模型、变流器模型;利用矢量控制方法得到定子磁链定向下的双馈电机矢量控制方程,并构建了双馈电机发电和并网矢量控制框图;最后在STAR-90仿真支撑平台中建立风电机组及电网仿真模型并进行仿真,从仿真角度验证本文理论分析和控制方法的正确性和有效性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 选题的背景及意义  9-10
  1.2 变速双馈风电机组国内外研究现状  10-11
  1.3 研究的主要内容  11-13
第2章变速恒频风电机组的结构与运行原理  13-20
  2.1 变速恒频风电机组概述  13
  2.2 变速恒频与恒速恒频风电机组比较  13-15
    2.2.1 恒速恒频风电机组  13-14
    2.2.2 变速恒频风电机组  14-15
  2.3 变速恒频风电机组的结构  15-16
  2.4 变速恒频风电机组运行原理  16-18
    2.4.1 变速恒频风电机组运行原理  16-17
    2.4.2 变速恒频风电机组能量流动及平衡关系  17-18
  2.5 本章小结  18-20
第3章变速恒频风电机组数学模型  20-47
  3.1 风速数学模型  20-21
  3.2 风轮的数学模型  21-23
    3.2.1 基于叶素理论建模  21-22
    3.2.2 基于公式法建模  22-23
  3.3 机械传动轴系数学模型  23-25
  3.4 双馈电机数学模型  25-39
    3.4.1 双馈电机在三相静止ABC 坐标系下的数学模型  26-30
    3.4.2 同步旋转 dq 坐标系下的双馈异步发电机数学模型  30-39
  3.5 PWM 变流器数学模型  39-46
    3.5.1 网侧PWM 变流器数学模型  40-45
    3.5.2 背靠背变流器中间直流环节的数学模型  45-46
  3.6 本章小结  46-47
第4章变速恒频双馈电机空载及并网运行控制策略  47-57
  4.1 定子磁链定向矢量控制基本理论  47-48
  4.2 双馈电机并网运行控制策略  48-52
  4.3 双馈电机空载运行控制策略  52-56
  4.4 本章小结  56-57
第5章变速恒频风电机组实时仿真研究  57-70
  5.1 STAR-90 仿真平台介绍  57-58
  5.2 变速恒频风电机组仿真模型  58-67
    5.2.1 风速仿真模型  58-59
    5.2.2 风轮及传动系统仿真模型  59-60
    5.2.3 双馈异步电机仿真模型  60-61
    5.2.4 双馈电机控制仿真模型  61-65
    5.2.5 风电机组辅助系统仿真模型  65-67
  5.3 电网仿真模型  67-68
  5.4 风电场监控仿真系统  68-69
  5.5 本章小结  69-70
第6章总结与展望  70-72
参考文献  72-76
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  76-77
致谢  77-78
作者简介  78-79
论文摘要  79-86

变速恒频风电机组建模与实时仿真研究

内容摘要

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