风力发电电能变换装置的研究与设计-毕业设计

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1、毕业设计题目：风力发电电能变换装置的研究与设计院：电气信息学院专业：电气工程及其自动化班级：1002学号：201001010218学生姓名：导师姓名：完成日期：2014年5月28日诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书题目：风力发电电能变换装置的研究与设

2、计姓名许诺学院电气与信息工程专业电气工程及其自动班级1002学号18指导老师教研室主任一、基本任务及要求：针对风力发电系统用电能变换器的特殊要求，即输入电压小、电压调整范围大、输入电流大、输出要求不高，但要求可靠性高、效率高、价格低等，设计并研制一台风力发电系统用电能变换器。输出电压：220V±15％;输出功率：500W;效率：效率不小于91％；功率因数：不低于0.93。采用电压环和电流环实现双环控制，以提高控制性能；具有过流保护、输出过压、欠压保护。主要的设计内容如下：(1)整体方案的确定；(2)主电路设计与元器件选择；(3)控制系统硬件部分的设计；(4)控制系统

3、软件部分的设计。(5)提交设计说明书和图纸。二、进度安排及完成时间：（1）第一周至第三周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告；（2）第四周至第六周：总体方案的确定；（3）第七周至第九周：主电路设计与控制电路设计；（4）第十周至十二周：参数计算、元器件的选择；（5）第十三周至第十五周：撰写设计说明书；（6）第十六周：毕业设计答辩目录摘要IAbstractI第1章　绪论11.1引言11.2研发背景及意义11.2.1国际风力发电及风力发电能能变换转置研究现状11.2.2中国风电的研究现状及发展趋势21.2.2风力发电机组类型简介31.3本文主要内容及其设计思路6第2章永磁同

4、步电机风力发电系统总体方案72.1引言72.2直驱式永磁同步风力发电系统总体结构72.3直驱式永磁同步发电机模型82.3.1永磁同步电机概述82.3.2永磁同步电机原理82.3.3永磁同步电机数学模型92.4.1升压式（Boost）变换器12第3章直驱式风力发电系统的电路分析143.1概述143.2三相二极管整流电路143.3（BOOST）升压电路163.3.1Boost控制结构图16第4章直驱式风力发电系统控制策略184.1最大功率追踪法控制方案184.1.1控制方案概述184.2并网运行控制策略204.3双环控制224.4DSP简述与选型22第5章系统软件设计2

5、55.1基于MATLAB/Simulink环境下的仿真研究255.1.1MATLAB/Simulink概述255.2系统总体结构图265.3系统软件框图27第6章仿真验证296.1仿真总体模型296.1.1仿真分析30结束语33参考文献34致谢36附录37风力发电电能变换装置的研究与设计摘要：风能作为一种可再生能源越来越受到人们广泛的重视，其中变速恒频风力发电是现代风力发电中的一个发展趋势。而在变速恒频风力发电中，又向着直驱化方向发展，但直驱风力发电机产生的电能存在着电压幅值和频率随风速变化、功率不稳定等诸多问题。为解决上述问题，本文对直驱式变速恒频风力发电领域的关

6、键技术从理论到仿真进行了较为全面的学习与分析，在详细分析直驱式风力发电系统的特点和已有风力发电系统控制的基础上，确立波永磁同步发电机、AC-DC-AC的主电路拓扑结构，提出了系统总体控制策略，该策略能够很好的实现电压幅值功率因数调节，系统主电路主要是双闭环（电压外环、电流内环）实现电能功率调节，为了提高系统控制性能，设计了系统过流过压保护电路，经仿真验证，该系统能够良好的运行，基本上实现可靠性高，电压调节范围大，效率等目标。关键词：风力发电系统；AC-DC-AC变换器；控制策略；双闭环调节；仿真Theresearchanddesignofthewindpowerel

7、ectricitytransformationmechanismAbstract：Windenergyisrenewableenergywidelyusedbymoreandmorepeople’attention,thevariablespeedconstantfrequencywindpowergenerationisthetrendofmodernwindpowerdevelopment.Invariablespeedconstantfrequencywindpowergeneration,thedirectdrivingdirectionsystem,w