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交流励磁变速恒频风力发电系统的励磁控制研究
作 者: 何永谦
导 师: 陆继明;毛承雄
学 校: 华中科技大学
专 业: 电力系统及其自动化
关键词: 风力发电 交流励磁 变速恒频 低电压穿越 风电系统模拟
分类号: TM315
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 24次
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内容摘要
风电作为一种重要的可再生能源,对缓解世界能源危机和环境恶化具有重要意义,已经在世界各国得到了广泛应用。仅2010年我国新增加的风电场建设项目就有378个之多。在众多已经运行的和将要建成的风电场中,所使用的主流风力发电机为交流励磁风力发电机(亦称双馈风力发电机),交流励磁风力发电系统具有效率高、容量大,所使用的变流器装置体积小、重量轻、功率容量要求小等特点,因此,对交流励磁风力发电理论和技术的研究具有十分重要的意义。本文对当前风力发电的形势进行分析,并对国内外现阶段的相关技术进行了总结,指出现阶段风电场并网存在的低电压穿越问题;分析了交流励磁风力发电机的运行原理及其主要特点,介绍了风速模型理论和风力机的模型,为风力机的模拟控制建立了基础;在交流励磁风力发电系统的理论基础上,介绍了交流励磁风力发电机的空载并网控制策略,分析了基于定子磁链定向的并网控制策略,提出了不依赖发电机参数的并网控制方法;并对发电机并网后的励磁控制策略进行了分析,对基于线性最优的交流励磁控制策略进行了分析研究,对电网电压跌落故障的发电机暂态过程进行了分析;采用Matlab/Simulink软件进行了线性最优控制策略的仿真研究,并对电网电压跌落故障下的交流励磁控制性能进行了仿真研究。设计并搭建了一套交流励磁风力发电模拟系统,并在此系统上进行了一系列动态模拟试验。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 1 绪论 8-14 1.1 课题背景 8 1.2 风力发电的现状与发展趋势 8-10 1.3 变速恒频风电技术的研究现状 10-13 1.4 选题意义及本文的主要研究内容 13-14 2 交流励磁变速恒频风电系统的基本理论 14-21 2.1 交流励磁风力发电机运行原理及其特点 14-15 2.2 风速模型及风机的基本理论 15-20 2.3 本章小结 20-21 3 交流励磁风力发电机的励磁控制策略研究 21-43 3.1 交流励磁风力发电机的并网控制策略 21-26 3.2 线性最优励磁控制策略 26-31 3.3 基于定子磁链定向的矢量控制策略和直接功率控制策略 31-33 3.4 电网电压跌落故障下交流励磁风力发电机的励磁控制研究 33-39 3.5 线性最优励磁控制策略的仿真 39-41 3.6 电网电压跌落故障下的励磁控制策略的仿真 41-42 3.7 本章小结 42-43 4 交流励磁变速恒频风力发电模拟系统的研究 43-59 4.1 交流励磁风力发电模拟系统的结构和参数 43-45 4.2 交流励磁发电机励磁系统主设备设计 45-47 4.3 交流励磁系统硬件电路设计 47-52 4.4 交流励磁控制系统的软件设计 52-58 4.5 本章小结 58-59 5 交流励磁变速恒频风力发电系统的动模试验研究 59-74 5.1 变速恒频试验 59-63 5.2 空载阶跃试验 63-65 5.3 单机带负荷试验 65-66 5.4 并网试验 66-68 5.5 机端电压调节试验 68-70 5.6 短路试验 70-73 5.7 本章小结 73-74 6 总结与展望 74-75 致谢 75-76 参考文献 76-79
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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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