文档介绍：中国石油大学(华东)
硕士学位论文
基于单片机的双馈风力发电控制系统的设计与研究
姓名:刘宗清
申请学位级别:硕士
专业:检测技术与自动化装置
指导教师:康忠健
20080501
摘要比,变速恒频双馈风力发电技术具有能量利用效率高和发电质量好的优点。实际应用中双馈发电机的并网控制效果对于电网和发电机的安全运行具有重要的意义,而传统的并网方式已经不能满足双馈电机的并网要求。基于这一点,本课题在前人研究基础上,提出了双馈电机的新型空载并网励磁控制策略,并设计了双馈电机的准同期空载并网励磁文中对双馈风力发电励磁控制系统进行了比较全面的理论分析和实验研究。首先在分析风力机特性和双馈异步发电机的工作原理的基础上,运用矢量变换技术,通过坐标变换给出了双馈电机发电系统在两相静止坐标系下的数学模型和基于定子磁链定向的同步旋转坐标系下的动态数学模型。继而依据所建立的数学模型提出了对频率和幅值分别闭环调节的双馈电机的空载并网控制策略,使系统在风速变化时跟踪电网信息变化。然后分析研究了双馈电机的准同期并网控制策略,确立了微调频率调节机端电压相角的准同期并网控制方法。本课题搭建了双馈风力发电励磁控制系统的实验装置,并在此装置上进行了相关实验。在风速变化时,定子输出的感应电压幅值与频率通过自动调节达到与电网电压幅值、频率完全一致,并通过准同期并网控制方法,实现了发电机与电网之间的柔性连接,达到风机安全并网的控制要求。通过得出的实验结果分析,验证了控制策略的可行性,证明双馈发电机励磁控制器实验装置具有良好的调节性能。关键词:风力发电,变速恒频,双馈电机,定子磁链定向,空载并网风能作为一种可再生的清洁能源具有广阔的利用前景。与传统的风力发电方式相控制器进行实验研究。
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主』ù学位论文作者签名:兰垒壹溘率日期:矽·昝丛隆关于学位论文的独创性声明学位论文使用授权书日期:加如年本人郑重声明:所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果,论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知,除文中已经加以标注和致谢外,本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含本人或他人为获得中国石油大学6或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。本人完全同意中国石油大学6有权使用本学位论文ǖú幌抻谄溆刷版和电子版褂梅绞桨ǖú幌抻冢罕A粞宦畚模垂娑ㄏ蚬矣泄夭棵机借阅和复印,将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,采用影印、日期:涣醠对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。学位论文作者签名:构徒谎宦畚模匝踅涣魑D康脑秃徒换谎宦畚模市硌宦畚谋徊樵摹缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。指导教师签名:
引言第课题的来源和研究意义开发的主要因素一利用成本在过去年中有了大幅度下降,因此,风能的开发利用引本课题为自选课题。目前随着世界经济的发展和人们生活水平的提高,人类对能源的消耗越来越大。而传统的煤炭、石油、天然气等常规能源因其不可再生性,伴随着人类的过度开采,面临着日益枯竭的危险。同时化石能源也容易引发一系列的环境问题,如在开采过程中对地表的破坏,使用过程产生的废液废气导致的污染等问题一直困扰着人类,不利于整个社会的可持续发展。面对当今大规模使用常规不可再生能源所带来的资源日益枯竭、环境不断恶化的严峻形势,世界各国日益重视对可再生能源的开发利用。而风能作为自然界中一种取之不尽用之不竭的清洁能源,并且由于限制风能大规模商业起了全世界的广泛关注,成为人们研究的热点。风能利用最实用的方法是利用风能发电,将电力并入电网。面对全球能源供应紧张的现实,世界各国政府在高度重视各国能源供应安全的同时,纷纷制订和出台了支持包括风电在内的各种可再生能源发展相关法律法规,这使得近年来风力发电在全球范围内得到了快速发展。在风力发电中,当风力发电机与电网并联运行时,要求风电频率和电网频率保持一致,即风电频率保持恒定。据此风力发电系统分为恒速恒频发电系统低和变速恒频发电系统Ⅳ低。与传统的恒速恒频发电系统相比,变速恒频发电系统可通过调节叶梢转速,使风速变化叶尖速比保持不变实现风轮机的利用系数最佳,发电机的转速和负荷可以在很大的范围内变化而不影响其输出电压和频率的恒定,从而获得较高的电能输出。双馈风力发电系统是一种合适的变速恒频发电系统。这一发电系统通过在双馈电机转子侧施加可变的三相交流电进行励磁,来调节励磁电压的幅值、频率和相位,使定子侧输出