变速恒频风电机组建模与实时仿真研究

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1、华北电力大学（保定）硕士学位论文变速恒频风电机组建模与实时仿真研究姓名：张照彦申请学位级别：硕士专业：控制工程指导教师：马永光2011-03华北电力大学硕士学位论文摘要风力发电是最有发展前途的可再生能源形式之一，对于节约能源、保护环境和促进可持续发展具有重要作用。变速恒频风力发电仿真建模是目前国内研究的热点，也是本文研究的主要内容。本文首先介绍变速恒频双馈风电机组的基本结构和主要部件，说明了变速双馈风电机组实现变速恒频运行的工作原理；然后分析风电机组数学模型，主要包括风速模型、风轮模型、传动链模型、双馈电机模型、变流器模型；利用矢量控制方法得到定子磁链定向下的双馈电

2、机矢量控制方程，并构建了双馈电机发电和并网矢量控制框图；最后在STAR-90仿真支撑平台中建立风电机组及电网仿真模型并进行仿真，从仿真角度验证本文理论分析和控制方法的正确性和有效性。关键词：变速恒频；风力发电；实时仿真；矢量控制；STAR-90仿真支撑平台I华北电力大学硕士学位论文AbstractWindpoweristhemostpromisingformofrenewableenergy,whichhasanimportantroleforenergyconservation,environmentalprotectionandpromotingsustaina

3、bledevelopment.VSCF(variablespeedconstantfrequency)windpowergenerationSimulationModelingisthemaindirectionathome,isthemaincontentsofthispaper.Thispaperintroducesthedouble-fedVSCFwindturbine'sbasicstructureandmajorcomponents,andillustratesworkingprincipleofthedouble-fedvariablespeedwind

4、turbine.Thenanalyzesthemathematicalmodelofwindturbine,includewindspeedmodel,windwheelmodel,thedrivetrainmodel,doubly-fedinductiongeneratormodelandtheconvertermodel.Thispaperobtainsdoubly-fedgeneratorequationunderthestatorfluxorientedvectorcontrolbyvectorcontrol,andconstructsvectorcontr

5、olblockdiagramofdoubly-fedgeneratorpowergenerationandgrid.Finally,windturbinesandpowersimulationmodelwasestablishedonSTAR-90simulationsupportingplatformandsimulated.itisprovedthecorrectnessandeffectivenessofthetheoreticalanalysisandcontrolmethodsfromthesimulationpointofview.Keywords:VS

6、CF(variablespeedconstantfrequency)；Windpowergeneration；Real-timesimulation；vectorcontrol；STAR-90simulationsupportingplatform-II-华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《变速恒频风电机组建模与实时仿真研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明

7、确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《变速恒频风电机组建模与实时仿真研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、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本，同意学校将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、可以公布论文的全部或部分