新型升压励磁的开关磁阻风电系统研究

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1、学校代码10530学号201230111710分类号TM352密级硕士学位论文新型升压励磁的开关磁阻风电系统研究学位申请人张甲兵指导教师易灵芝教授学院名称信息工程学院学科专业电气工程研究方向开关磁阻风力发电二〇一五年六月一日湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承

2、担。作者签名：曰期：年月１曰潘坪卢、巧《学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名；曰期；义終年月曰辦少、（（＾导师签名；义日期年日Ｘ芝；＞皆（月＾DesignofSwitchedReluctanceWindPower

3、GeneratorSystemBasedonNewHighExcitationVoltageConverterCandidateZhangJia-BingSupervisorProf.YiLing-zhiCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramElectricalEngineeringSpecializationSwitchedreluctancegeneratorforwindpowerUniversityXiangtanUniversityDateJune,1st,2015摘要近年

4、来，伴随着各种能耗产品的盛行和世界经济的发展，能源的供给出现了很大的缺口。在人口持续增长的情况下，不可再生能源已远远不能满足人们对能源的需求。风能清洁、且分布广泛，作为一种易被开发和利用的可再生新能源，拥有巨大的社会、经济和环保价值。本文以风电系统中的发电机-开关磁阻发电机(SwitchedReluctanceGenerator,SRG)为研究对象，以提高SRG风电系统发电功率和发电效率为目标，研究相关控制参数，励磁模式对开关磁阻风电系统发电性能的影响，同时对SRG风电系统最大风能跟踪方法进行了设计。本文所做的主要研究工作如下：(1)

5、介绍了SRG风电系统基本理论和组成，分析了SRG的工作原理，推导了SRG的基本微分方程式，建立了SRG的线性数学模型。简述了开关磁阻风电系统三种传统控制方法的工作原理和优缺点。论述了电机定子相绕组电流与电机位置角的关系并进行了仿真验证，搭建风力机数学模型，并进行了仿真。(2)提出SRG全区升压励磁模式。通过高压励磁，低压发电，能有效提高发电机利用率和系统能量转化效率，在MATLAB平台上了仿真实验。(3)提出一种转速分区-模糊控制的SRG风电系统最大风能跟踪(MPPT)新方法。该方法无需获得风力机特征参数和测风装置，能自动判断风力机转

6、速所属区域，调整电机相电流扰动步长大小，快速、稳定实现系统跟踪最大风能。(4)搭建20kWSRG风电系统硬件实验平台和设计了上位机软件。以两片升级版51内核单片机MPC82G5160A为核心CPU，结合功率变换器电路，信号检测电路和控制保护电路组成控制箱。设计SRG风电系统参数采集软件，对发电系统的工作参数进行采集和显示，便于调试分析和监控。(5)基于SRG风电系统硬件实物平台，测试了SRG相绕组非饱和电感值，对系统的发电性能进行了变开通角、变关断角的测试实验，对发电系统采用不对称半桥他励模式、不对称半桥自励模式和全区升压励磁模式的发

7、电性能进行实验分析。关键词：SRG；升压励磁；转速分区；模糊控制；最大风能跟踪；实验平台IAbstractInrecentyear,therapideconomicdevelopmentandtheprevalenceofenergyproductscausealargesupplygapofenergy.Withthegrouthofpopulation,non-renewableenergysourcescannotmeetthehugedemand.Windenergyasawidelydistributed,clean,non

8、-polluting,renewableenergy,hashugesocial,economicandenvironmentalvalue.Inthispaper,SwitchedReluctanceGenerator