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风电机组全程运行仿真研究

作　者: 习培玉
导　师: 吕跃刚
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 异步双馈电机 并网控制 最大功率点跟踪 变桨距控制 LabVIEW
分类号: TM315
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 2次
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内容摘要


风力发电机组是一个复杂、多变量、非线性系统,且运行工况瞬态多变,因此整机系统建模在风力发电机系统优化设计和先进控制策略研究中起着至关重要的作用。本文在分析了发电机组运行特性及各工况控制策略的基础上,建立了包括风轮、传动链及发电机在内的风力发电机整机模型和监控过程的控制模型；模拟了风力发电机组从启动,正常运行,安全停机等各工作状态之间转变的全过程；实现了风力发电机组在正常运行状态下的并网控制,低风速下的最大风能追踪,以及额定风速上恒功率控制等功能。文章最后从工程的角度阐述了基于Matlab/Labview风电厂仿真培训系统的实现问题,从而达到理论联系实际的目的。

全文目录


中文摘要  3
英文摘要  3-6
第一章 引言  6-14
  1.1 选题背景及意义  6-7
  1.2 风力发电发展现状  7-11
    1.2.1 国内外风力发电发展现状  7-9
    1.2.2 风力发电机组发展趋势  9-10
    1.2.3 风力发电系统的种类  10-11
  1.3 系统仿真技术的发展现状  11-12
  1.4 本论文完成的主要工作  12-14
第二章 变速恒频风力发电机组  14-27
  2.1 变速恒频风力发电机组各部分组成和特性分析  14-16
    2.1.1 变速恒频风力发电机组基本原理  14-16
    2.1.2 风力发电机组系统结构  16
  2.2 风模型  16-18
  2.3 风轮基本原理  18-21
    2.3.1 基于叶素理论的风轮建模  18-19
    2.3.2 基于气动设备子模型的风轮建模  19-21
    2.3.3 两种方法比较  21
  2.4 传动系统基本原理  21-23
  2.5 双馈异步风力发电机基本原理  23-26
    2.5.1 双馈异步发电机  23
    2.5.2 双馈发电机原理与特点  23-24
    2.5.3 双馈发电机的稳态等效电路  24-26
  2.6 本章小节  26-27
第三章 风力发电机组控制系统  27-33
  3.1 控制系统主要部件  27-28
  3.2 风力发电机组的基本控制要求  28-30
    3.2.1 风力发电机组运行的控制要求  28-29
    3.2.2 风力发电机组的控制目标  29-30
  3.3 风力发电机组控制系统的结构原理  30-32
    3.3.1 控制系统工作原理  30-31
    3.3.2 风力发电机组的控制原理  31-32
  3.4 本章小节  32-33
第四章 风力发电机组全程运行建模仿真  33-46
  4.1 整机系统建模仿真概况及意义  33-34
  4.2 风力发电机组数学模型  34-38
    4.2.1 风轮气动模型  34
    4.2.2 双馈异步发电机负载模型  34-36
    4.2.3 双馈异步发电机空载模型  36-37
    4.2.4 传动系统模型  37-38
    4.2.5 控制系统模型  38
  4.3 风力发电机组各运行工况及监控过程  38-42
    4.3.1 工作状态  39
    4.3.2 监控过程  39
    4.3.3 工作状态之间的切换  39-40
    4.3.4 风电机组各工况数学模型  40-42
  4.4 不同运行状态下控制策略  42-45
    4.4.1 并网控制  43
    4.4.2 低风速时的最大风能追踪  43-44
    4.4.3 高风速时的变桨距控制  44-45
  4.5 本章小节  45-46
第五章 风力发电机组全程运行仿真与结果分析  46-54
  5.1 风力发电机组全程运行仿真  46-51
    5.1.1 整机模型  46-48
    5.1.2 风力发电机组在各风况下运行仿真结果  48-49
    5.1.3 风力发电机组整机运行仿真  49-51
  5.2 基于Matlab/Labview风电场仿真培训系统  51-53
    5.2.1.仿真系统组成  51
    5.2.2 Labview与Simulink实时通信  51-53
  5.3 本章小节  53-54
第六章 结论与展望  54-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
附录  59-60
在学期间发表论文和参加科研情况  60

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 发电机、大型发电机组（总论） > 风力发电机
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