基于ni平台的双馈风电系统的研究

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1、分类号密级公开单位代号10256学号ys1210221050硕士学位论文DissertationforMaster’sDegree基于NI平台的双馈风电系统的研究学位申请人：郁海彬指导教师：姚钢学科专业：电气工程电力系统及其自动化学位类别：工学硕士所属院系：电气工程学院2015年3月分类号密级公开单位代号10256学号ys1210221050上海电力学院硕士学位论文基于NI平台的双馈风电系统的研究学位申请人：郁海彬指导教师：姚钢学科专业：电气工程电力系统及其自动化学位类别：工学硕士论文定稿日期：2015年3月11日上海电力学院位论文原创性声明

2、本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海电力学院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门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。本人授权上海电力学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

3、检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日基于NI平台的双馈风电系统的研究摘要风电作为一种可持续发展能源，已成为新能源的中流砥柱，占据电力系统容量的比重加大，然而，日益剧增的风电系统容量伴随着风资源的间歇性、不确定性特征必将给大电网带来冲击及不稳定等问题；严格的新能源接入要求是国网公司所强制的，为了达到不必要的弃风限电措施。针对双馈风力发电系统的探究必须保证平衡系统下的可行性，继而转向三

4、相不平衡电网电压下进行拓展研究。针对应用需求，本文运用NI公司的核心软件LabVIEW与Starsim电力与电力电子仿真建模软件联合仿真，由于LabVIEW的图形化表达方式的特殊性，非常适合用来表示控制框图算法。Starsim与NI产品无缝结合，非常适用于实时仿真。采用NI公司的硬件产品PXI-RT高性能处理器与FPGA板卡搭建双馈风力发电实验系统平台。首先介绍了变速恒频双馈风力发电系统的基本概况；其次，建立并分析了三相平衡以及三相不平衡电网电压下网侧变流器的数学模型，详细描述了平衡系统下和故障电网电压下的相应控制策略。用NI的Starsim

5、搭建双馈电机连接背靠背变流器的DFIG发电系统模型，通过LabVIEW图形化的编程环境构建控制算法，实现了控制目标。然后建立和分析了三相平衡以及三相不平衡电网电压下的双馈发电机的数学模型，并且对平衡电网电压下的DFIG并网控制算法和功率跟踪进行说明。然后，建立电网不平衡时双馈电机的数学模型以及4个控制目标提出的4种对应的控制算法。最后，以7.5kW双馈异步机，NI的工控机PXI-RT8108及内置FPGA板卡为控制硬件平台，用直流电机模拟4种常见风力机风速模型。分别完成网侧变流器维持直流母线电压和保证网侧三相电流正弦的目标，完成转子侧变流器并

6、网励磁过程和最大功率跟踪的实验目标。关键词：风力发电；变流器；三相不平衡；并网；功率跟踪；iTheresearchofdoubly-fedwindpowersystembasedonNIplatformAbstractAsakindofsustainableenergy，windenergyhasbecomeamainstayofnewenergywhichhasoccupiedincreasingproportionofpowersystemcapacity,however,growingwindpowersystemcapacitywit

7、hintermittentanduncertaintycharacteristicofwindresourceswillbringtotheimpactandunstableproblems;Strictnewenergyaccessrequirementsarenecessary.Doubly-fedwindpowersystemresearchmustensurethatthebalancedfesibility,tuiningtounbalancedconditioninordertoachieveunnecessaryabandoni

8、ngwindpower.Inviewoftheapplicationrequirements,thispaperusesNIcompany’scoresoftwar