《变速恒频风力发电控制系统的建模与仿真》翟斌 2007.3

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沈阳工业大学硕士学位论文
论文题目:变速恒频风力发电控制系统的建模与仿真
作者:翟斌
指导教师:姚兴佳
论文提交日期:2007年03月10日
【摘要】风力发电，不仅可以节约常规能源，缓解目前能源危机，而且有利于环保，是改善能源结构，减少环境污染的有效途径之一，可带来直接的经济效益、社会效益和环境效益。本文介绍了国内外各种大型风力发电机组的研究发展现状和变速恒频风力发电的现状及趋势，并对变速恒频风力发电机系统的结构和基本原理进行了简要的介绍，在目前的恒速、变速两种机型上，确定了变速恒频风力发电机型的结构形式。
     基于变速恒频风力发电系统基本原理，本文应用MATLAB/SIMULINK分别建立了双馈风力发电机、风速、风力机的数学模型;文章针对双馈式变速恒频机型，从双馈发电机的基本电磁理论出发，研究其内部各参变量的变化关系，包括电压、电流、功率、转矩等。在双馈电机数学模型基础上，确定旋转坐标系，提出基于定子磁链定向的矢量控制策略，实现转子励磁电压、电流和功率的解祸关系，达到直流机的控制效果。
     由双馈发电机励磁电源的双PWM变换器的拓扑结构及基本原理，建立了三相PWM电压源型变换器的数学模型，研究了带电流祸合电网电压前馈补偿的控制策略，并通过仿真验证了双PWM变频器具有输入输出特性好、谐波少、能量可双向流动等特点。
     最后应用实验室现有设备，进行了双馈发电机并网试验。实验表明采用矢量控制的双馈电机并网发电具有同步化速度快，并网冲击电流小等优点，验证了风力发电机控制系统仿真模型的正确性。

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