变速恒频风力发电机控制器的研究与设计.pdf

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1、分类号：TP302.1单位代码：10110学号：s20080437中北大学硕硕士士学学位位论论文文变速恒频风力发电机控制器的研究与设计硕士研究生张强指导教师林都学科专业控制理论与控制工程2011年06月01日图书分类号TP302.1密级非密UDC621.3硕士学位论文变速恒频风力发电机控制器的研究与设计张强指导教师（姓名、职称）林都（教授）申请学位级别工学硕士专业名称控制理论与控制工程论文提交日期________年______月______日论文答辩日期________年______月______日学位授予日期________年______月______日论文评阅人________

2、_______任一峰_____________________答辩委员会主席孙志毅2011年月日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校

3、可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：变速恒频风力发电机控制器的研究与设计摘要伴随着全世界社会与经济的飞速发展，人们享受到了工业革命以来所获得的成果。但是生态环境的不断恶化，尤其是能源的日渐枯竭却成为了我们现在不可回避的问题。因此，大力发展节能、环保、低碳的可再生能源就成为了社会与经济可持续发展的一条必由之路。作为可再生能源里的风能与其它可再生能源相比，产业化基础较好，经济性优势也比较明显。而风力发电中的变速恒频风力发电技术更是时下最为流行，

4、同时也是未来风电发展的重要方向。本文的重点是放在变速恒频风力发电机系统中网侧PWM变流器的研究上。首先，从三相电压型PWM整流器的模型电路出发，详细的阐述了其在四象限运行的工作原理，分别建立了其低频数学模型和高频数学模型。并且采用电压电流双闭环的直接电流控制方案作为整个的网侧PWM变流器控制系统的控制策略进行了设计。其次，利用Matlab7.2/Simulink仿真软件，通过建立模型，对整个变速恒频风力发电机系统中网侧PWM变流器进行了仿真研究，且分析了在不同的风速下，网侧PWM变流器的工作状态，并对仿真的结果给予了探讨与分析。通过结果证明了所构建的仿真模型以及理论研究是可行的和正

5、确的。接着，对网侧PWM变流器进行了硬件设计。根据系统的性能要求，完成了DSP与其他电子器件的选型，以及完整的网侧变流器主电路以及控制回路的原理图设计。最后，介绍了其软件的实现过程，并且结合空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法，说明了脉冲波的产生方式。关键词：风力发电；PWM整流；电压电流双闭环控制；TMS320F2808ResearchandDesignofTheControllerforaVariableSpeedConstantFrequencyWindPowerGeneratorAbstractWiththerapidworldwidesocialandeconomicdev

6、elopment,peoplehaveenjoyedthebenefitsoftheIndustrialRevolution.However,thedeterioratingecologicalenvironment,especiallythegradualexhaustionofenergyhasbecomeanunavoidableissuewehavetoconfrontnow.Therefore,theonlywaytothesocialandeconomicsustainabledevelopmentliestodevelopingenergy-saving,enviro

7、nmentalprotected,low-carbonofrenewableenergy.Asarenewableenergy,windhasabetterindustrialbaseandmoreobviouseconomicadvantagecomparedwithotherrenewableenergysources.ThewindpowergenerationVSCFwindpowergenerationtechnologyisthemostpopularno