【硕士论文】基于MATLAB的永磁风力发电机动态仿真.pdf

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要作为世界上发展最快的可再生能源，风能受到了世界各国的关注。随着风机数量的增加，研究电网故障时风力发电机的动态响应特性越来越重要。本文以“3．2MW永磁风力发电机系统分析"为工程背景，旨在研究3．2MW永磁风力发电机及其系统在各种正常和非正常工况下的动态性能，分析变流系统和控制方法对电机性能的影响，为电机的优化设计提供参考。首先，在对永磁风力发电机的基本理论进行论述的基础上，分析了变转速变桨距控制策略，并基于Matlab／Simulink建立了风力发电机模型，通过仿真分析了最大功率跟踪和变桨距控制下发电机的性能。其次，研究了

2、双PWM变流系统电机侧变流器和网侧变流器的控制方法，并基于Matlab／Simulink搭建了基于转速外环、电流内环双PI调节器的电机侧控制器模型及基于电网电压定向的电压外环、电流内环控制的网侧控制器模型。最后，基于Matlab／Simulink对电网短路及电网电压跌落下不同控制方法下的永磁风力发电机系统的动态性能进行仿真；并对永磁风力发电机机端短路下的运行性能进行仿真，结果表明：网侧变流器的电流变化以及直流母线的电压波动对永磁风力发电机系统的动态性能影响较大，通过控制网侧变流器电流、直流母线电压的稳定，可以有效提高永磁风力发电机系统的动态性能；给定

3、的电机设计参数符合短路电流倍数要求；永磁风力发电机通过变流装置并网可大大减小故障对发电机的冲击。关键词：永磁风力发电机；非正常工况；Matlab；动态仿真基于MATLAB的永磁风力发电机动态仿真DynamicSimulationofPermanentMagnetWindTurbineGeneratorBasedonMAlrI。ABAbstractAstheworld’Sfastestgrowingrenewableenergysource，windenergyhasdrawnworldwideattention．Withtheinhereofwind

4、turbine，itisbecomingmoreandmoreimportanttodoresearchondynamicresponseofPMSG．Thispaperisundertheprojectbackgroundof“3．2MWPMSGsystemanalyse”，anditaimsatstudyingdynamicresponseofPMSGanditssysteminnormalandspecialoperationmode．Itanalyzestheeffectofconvertersystemandconttolstrategyo

5、ngeneratorandgivesadviceforoptimizationdesignofPMSG．Firstly，thispaperanalyzesvariablespeedandvariablepitchcontrolstrategyonthefoundationofdiscussingbasictheoryofpermanentmagnetwindturbinegenerator．ThenitbuildssimulationmodelofpermanentmagnetwindturbinegeneratorbasedonMatlab／sim

6、ulinkandanalyzesperformanceofgeneratorundermaximumpowertrackingandvariablepitchcontr01．andgrid—sideconverterofdoublePWMconvertersystemandSecondly，generator—sideitscontrolstrategyhasbeendiscussed．Modelofgenerator—sidecontrollerwithdoublePIregulatorbasedOffspeedouter．100pandcurre

7、ntinner-loopcontrolhasbeenbuilt．Modelofgrid-sidecontrollerbasedongridvoltage—orientedcontrolwithvoltageouter‘loopandcurrentinner-loophasalsobeenbuiltbyMatlab／simulink．threephaseshortcircuitandFinally，simulationofdynamicresponseofPMSGduringofwithdifferentcontrol，andthreephasesho

8、rtcircuitofgeneratorterminalvoltagedipgridhavebeendone