毕业设计---永磁直驱风电机组变流器控制系统研究与设计

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1、毕业设计题目：永磁直驱风电机组变流器控制系统研究与设计学生：曹文天学号：1院（系）：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师：陈景文2012年6月8日陕西科技大学毕业设计（论文）任务书电气与信息工程学院电气工程及自动化专业082班级学生曹文天毕业设计（论文）题目：永磁直驱风电机组变流器控制系统研究与设计完成期限：从2012年02月20日起到2012年06月08日课题的意义及培养目标：随着环保问题的日益突出，能源供应的渐趋紧张，风力发电作为一种清洁的可再生能源的发电方式，已越来越受到世界各国人民的欢迎和重视。同时，风力发电又是新能源

2、发电技术中最成熟和最具规模开发条件的发电方式之一。因此，近几年来，我国的风力发电事业得到了很快的发展。本课题以目前风力发电系统中较普遍使用的MW级直驱永磁同步风力发电机为研究对象，介绍并网主回路采用双脉宽调制(PWM)控制交－直－交电压型变频器的直驱永磁同步风力发电控制系统。详细分析永磁同步电机的数学模型，结合风力机的特性，研究了采用最佳功率给定的最大风能跟踪控制策略；分析电网侧变换器的数学模型，研究电网侧变换器的控制策略。最后利用我校的风力发电实验平台验证控制策略的可行性。经过本系统的设计实践，使学生可以很好的与目前的先进工程实践接轨。使

3、所学的专业课及专业基础课的知识由理论转向实践，使所学的文化知识得到较好的实际应用和验证提升学生进入社会适应工程工作环境的能力。设计（论文）所需收集的原始数据与资料：所需的资料、参考书籍如下：1、电机及拖动基础（主要是同步发电机部分），风力发电技术中的电力电子技术，，DSP应用技术和电器控制及PLC等技术书籍2、MATLAB软件。课题的主要任务（需附有技术指标要求）：1、熟悉永磁直驱同步风力发电机的原理。2、分析永磁同步电机的数学模型和相关的坐标变换技术，研究基于矢量控制的电机侧变换器控制策略。3、针对风力机的运行特性，研究采用最佳功率给定的

4、最大风能跟踪控制策略。4、分析电网侧变换器的基本控制原理，建立其数学模型，研究电网侧变换器的控制策略。5、在设计完成后，通过实验系统去验证可行性。设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）：周次设计（论文）任务及要求1-3查阅学习和本课题有关的书籍学习风力发电技术等知识；4学习永磁直驱同步风力发电机控制工艺；5-6整理资料，学习MATLAB编程软件的使用；7-11研究采用最佳功率给定的最大风能跟踪控制策略，分析电网侧变换器的基本控制原理，建立其数学模型，研究电网侧变换器的控制策略。12-13实际验证所做设计的合理性并作论文前期整理工作；

5、14-17论文定稿，印制，做答辩准备。学生：日期：指导教师：日期：教研室主任：日期：III永磁直驱风电机组变流器控制系统研究与设计摘要在常规能源日益紧张，环境污染问题日益严重的今天，开发和利用无污染且资源丰富的风能具有十分重要的意义，为此，世界各国竞相发展风电产业，风电技术得到了前所未有的快速发展，涌现出多种风电机组类型。其中，永磁直驱式风电系统以其无齿轮箱、维护成本低、噪音低等独有优势正受到越来越多的关注，已经成为变速恒频风电系统未来发展的一个重要方向。文章以永磁直驱风电变流系统的运行与控制为主题，进行从理论到仿真的全面深入研究。对永磁直

6、驱风电系统的双PWM控制方式做了详细介绍和分析。文章首先对风力发电系统的国内外发展状况进行了详细的阐述，介绍了几种常用的风电机组类型及其控制技术。详细介绍了风电机组的运行原理，对双PWM型永磁直驱风电系统进行了深入的研究，建立并分析了该系统的各个部分的数学模型。通过对机侧和网侧数学模型的分析提出机侧采用转子磁场定向的控制方式，网侧采用电网合成电压矢量定向控制方式。在Matlab/Simulink环境下对所提出的双PWM型永磁直驱风电系统进行了仿真和分析，仿真结果验证了该控制策略的良好性能。关键词：风力发电，变速恒频，永磁直驱，双PWMIII

7、TheDesignofPermanent-magnetDirect-drivenWindPowerInverterControlSystemABSTRACTItisveryimportanttodevelopandutilizewindpowerwhichisnon-pollutedandveryrichontheearthasconventionalenergyinshortageandenvironmentpollutionproblemmoreserious.Windpowergenerationtechniqueisimproved

8、greatly,becauseofthatmoreandmorecountriesallovertheworldpaymoreattentiontoit,comingoutman