变速恒频风力发电机组的研究

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1、变速恒频风力发电机组的研究摘要当今对可再生能源的开发利用中，风能由于其突出的优点而成为研究的热点，风力发电是我国能源和电力可持续发展战略的最现实选择。目前，各种风力发电技术的发展方兴未艾，而其中变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性受到越来越多的重视。本文利用MATLAB/SIMULINK的软件平台，对风速和风力机进行仿真。文章针对双馈式变速恒频机型以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的基础上，确立旋转坐标系。本文推导了永磁同步在旋转参考坐标系下的动态方程。介绍了一种包含三相整流电路和bo

2、ost控制电路的变流器结构，还提出PWM变流器的数学模型。最后，应用MATLAB/SIMLINK建立了能够模拟变速恒频双馈风电机组动态特性的仿真模型。仿真结果说明了变速恒频双馈风电机组优越的运行特性。关键词：变速恒频；双馈异步电机；永磁同步发电机；数学模型；仿真IIStudyofVSCFWindTurbineAbscractRecently,therenewableenergysuchaswindpowerhavebeenstronglyencouragedbecauseofenvironmentalproblemandshortageoftraditional

3、energysourcesinthenearfuture.Usingthesoftwareflatroofofmatlab/simulink,thecharacteristicofwindspeedandwindturbinearesimulation.Ondouble-fedVSCFwindgenerationsysterm,thispaperresentedtherelationshipofvoltage,current,powerandtorqueindouble-fedgenerator,basedonequivalentcircuit.Building

4、mathematicalmodelofdouble-fedgenerator,thispaperfoundedtherotatingaxisframe.Thispaperderivesthedynamicmodeloftheprmanenemagnetsynchronousgenerateexpressedinthereferencereamerrotatinginsynchronousspeed.Introductionacontrol–circuitcontainsofthree-phase,boostconverter,andmathemticalmode

5、lofPWMconverterisstuide.Atthesametime,thesimulationmodelwhichcouldsimulateVSCFwindunitsdynamiccharacteristicsisestablishedusingMatlab/Simulink.Theresultofsimulationmakeoutthatmodeliscorrectandvalid.Keyword:variablespeedconstantfrequency(VSCF);DFIG;PMSG;mathematicalmodelII目录摘要IAbscrac

6、tII第一章绪论11.1风力发电研究的背景和意义11.2国内外风力发电发展概况11.2.1世界风力发电的发展状况11.2.2中国风力发电的研究现状及发展趋势21.3风力发电技术的发展趋势31.4风力发电技术的分类及特点41.4.1定桨距风力发电机组41.4.2变桨距风力发电机组41.4.3变速恒频风力发电机组51.5变速恒频风力发电系统的分类5第二章风力机的基本理论和数学模型72.1风的形成及特点72.2风速模型72.2.1基本风72.2.2阵风82.2.3渐变风82.2.4随机噪声风82.3风能转换模型92.3.1有关风能的一些重要概念92.3.2贝茨理论92

7、.4风力机模型112.4.1风力机的特征系数112.4.2风机的特性132.5风力发电机142.5.1风力发电机的分类142.5.2风力发电机发电量的计算14第三章双馈发电机的数学模型163.1引言163.2双馈风电机组的工作原理163.3双馈电机的等值电路及其分析183.4双馈发电机的功率计算193.5双馈异步电机在dq坐标系下的数学模型22第四章直驱式风力发电系统的数学模型244.1概述24IV4.2永磁同步机的数学模型244.2.1永磁同步电机在静止三相坐标轴系下的数学模型254.2.2静止三相轴系到静止两相轴系的相变换264.2.2静止两相轴系到旋转两相

8、轴系的变换284.3三相