2013毕业设计小型风力发电系统的设计外文翻译.doc

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1、天津科技大学外文资料翻译学院：电子信息与自动化专业：电气工程及其自动化学号：姓名：付佳小型风力发电系统的设计摘要本文研究了在电磁优化设计的永磁(PM)发电机系统基础上设置最可能一致的直接激励风力涡轮机。首先，分析一个带着连续转换器的三相PM发电机的模型。而最优化的直接激励风力发电系统的设计模型是利用一种发展与改进过的遗传算法和一个用最小成本的发电材料而优化成的500KW的直接激励发电机。45点发电机系统是在每分钟10-30r的额定转速和100KW-10MW的额定功率范围内的最佳组合系统。而在发电机设计指标方面，最佳的效果是

2、把它图形化。其次，它是根据最大风能捕获以及利用转子直径和额定风速的直驱风力涡轮机和发电机的最佳点发生器的设计原理而成的。每年能源的输出（AEO）通常可以利用威布尔分布函数表示。最后，它每一次最大AEO的成本是用作最佳优化风力发电系统在八年平均潜在站点与风速范围在3-10m/s各自的评估。这些结果的显示都为发电机系统的研究提供了最合适的设计方案。关键词简介风力涡轮机直接激励永磁发电机设计优化站点匹配一、文章介绍最具成本效益和可靠的大型风力能源转换系统正在成为主要风能技术的焦点。发展风能是为了与其他更传统的电能来源，如煤，天然

3、气和核能发电等竞争。在过去的二十年里，各种各样的风力涡轮机和风力发电机不断的发展。根据驱动机构的建设，这些风力涡轮机的种类可以分为齿轮驱动和直接激励两种。与齿轮传动相比，直接激励由于简化驱动和由省略变速箱-[119]的可靠性、可用性的优势可能更具有吸引力。特别是，大多数机器是用于非常低维护的海上使用。另一方面，在各种各样的风力发电机和永磁发电机中，很多都有着较高的功率重量比、可靠性和工作效率的优点。此外，因为材料的性能点，使发电机比以前变得更有吸引力。在近些年，成本的点材料不断减少和改善。因此，这些优势和趋势可能会使直接驱

4、动点风力发电机系统比风力涡轮机更具有吸引力，尤其是海上应用程序。目前，原弘公司和三棱公司正在使用这个理念，出售的最大容量已经上升到了2兆瓦。图1<2>为一个网络连接方案的直接激励，图1<2>(a)<2>是一个用直驱永磁同步发电机配置的风力涡轮机的发动机舱。(a）直流涡轮机的草图随着科技的快速发展和风能发电装机容量的不断增长，风能涡轮机发展的一种趋势就是以最大能量的输出和最低成本的投入，尤其是对海上风力发电。然而，能源生产风力涡轮机取决于许多因素，例如潜在站点的风气候，,轮毂高度、额定风速,风力涡轮机和发电机的切入和断路器的

5、风速。此外，直接激励点发电机成本主要依赖选择的发电机直径。此外，大倍数的发电机直径能够减少必要的发电机长度和活跃的磁性材料成本，但却增加发电机结构成本，运输及安装的技术难题。一些已经存在的风力发电厂表明，风力发电厂已经完全失败或表现不佳，尤其是在一些因为安装的风力涡轮机系统和风场不匹配的发展中国家。因此，最优化风力发电系统的能源产量的提高和成本的降低需要进一步研究。尽管在一些地方已经研究出了比较合适的风力涡轮机，收集了商业风力涡轮机的数据，但是它们之间相互关系和经济性能是很难理解的。此外，经常使用容量因子而不考虑成本，来评

6、估涡轮发电机站点的最优匹配是不合理的。此外，一些优化设计的风力发电机的不同功率水平是由于发电机设计指标的不同，而风力涡轮机和风力分布的特性已经很少被考虑到。因此，为了评估在转子速度、额定功率，不同组合下风力发电机的最佳站点匹配，直接激励的电磁优化是有必要的。并且，年度能源产出成本可以考虑选择最划算的永磁同步发电机系统为一个潜在站点。本文的贡献是调查了直流驱动风能系统的最匹配站点以及电磁优化和风能最大化捕获特性。在本文中，首先，提出了一个三相径向通量表面安装点发生器与一个连续的电力电子变换器的电磁设计模型。电磁设计优化，并开

7、发了一种改进的遗传算法，证明了电磁设计的一个500千瓦的发电机系统直接激励点。接下来，45点的优化设计与各种发电机系统的额定功率和额定转速，得到了以图像相对照的电机设计指标，包括发电机系统成本、发电机的外直径、转矩密度和转矩成本。此外，根据最大风能捕捉的设计原理，直驱风力发电机的最佳点是由相应的转子直径和额定风速决定的。最后，通过使用性能AEOPC指数最大，最适宜的站点对每个年平均风速范围在3-10m/s的风速进行分析。二、PM发电机系统的设计优化尽管各种拓扑点的机器是可以用于直驱风力涡轮机的，但径向通量点发电机与表面安装

8、磁铁似乎是一个更好的选择。对于低速而言，是由于直流激励大型风力发电机的结构简单和很强的可靠性。这篇文章，是研究了一个三相RFPM发电机和连续电力电子变换器。考虑到转子转速范围的一个中型或大型风力涡轮机是范围在10-30rpm的典型，直接传动PMSG系统与组合的五个额定转子速度从10到30rpm和九转的额