Matlab基于双馈电机的风力发电系统建模与仿真
毕业论文关键词：风力发电系统；双馈电机；矢量控制；双向 PWM变换器；Matlab/Simulink
Abstract Based on the status of the global environmental destruction and resource-poor, windenergy, a sustainable and clean energy becomes the global electric power research topics.VSCF doubly-fed wind generation is the key point of the WECS study. Firstly, globalsituation and existing problems of WECS is introduced. And we can know that doubly-fedWECS is important in the Global WECS Study. Secondly, I investigate doubly-fed WECSfundamental principles and structure in the discourse. It indicate that some advantages ofDFIG WECS can’t be surpassed. I analyze the system under different energy flow ,establish the mathematical model of the stator vector control system and complete thedecoupling control of active and reactive power of the stator that makes the control ofmotor easier. Finally, I make a modeling and simulation for doubly-fed WECS under theMatlab/Simulink. The simulation results show that this building the module ofmathematical models, simulation models and the selecting of control strategy is correct,and anti-interference ability of system can be more improved.
Key words: WECS;DFIG; Vector Control; SVPWM converter; Matlab/Simulink
目录
第一章绪论..1
1.1双馈风力发电发展背景1
1.2双馈风力发电现状及趋势..1
1.2.1国外双馈风力发电现状1
1.2.2国内双馈风力发电现状2
1.2.3发展趋势2
1.3双馈风力发电系统研究意义及问题.3
1.3.1双馈风力发电系统研究意义3
1.3.2双馈风力发电系统存在问题3
1.4双馈式风力发电理论基础..3
1.4.1双馈式风力发电系统基本运行方式.3
1.4.2变速恒频发电技术3
1.5本论文主要内容..4
第二章简述双馈风电系统5
2.1系统结构.5
2.2风力机风能吸收原理..7
2.3捕获最大风能原理.8
2.4本章小结..10
第三章双馈电机运行原理及其数学模型..11
3.1双馈发电机运行原理11
3.2双馈发电机数学模型12
3.3坐标矢量变换..15
3.4同步旋转坐标系下双馈电机数学模型17
3.5双馈风力系统能量流动.19
3.6双馈风力系统变流器数学模型的建立21
3.7本章小结..23
第四章双馈风力发电系统建模与仿真.
4.1风速建模及仿真..
4.2风力机建模与仿真.26
4.3网侧变换器建模及其仿真29
4.4双馈电机建模..34
4.5基于双馈电机的风力发电系统建模及其仿真..35
4.6本章小结..37
结论38
致谢..39
参考文献40
第一章 绪 论1.1 双馈风力发电发展背景我国甚至全球环境的焦点是能源消耗与污染对人类生存的威胁。 煤的大量燃烧与排放严重影响空气质量，生物能源的大量损耗对地球造成的破坏，CO2等气体造成的地球温度上升、冰山消融、海平面升高直接威胁物种存活，以及核电废料处置问题已经成为生态环境的主要问题。此外，能源输出国成为能源短缺国的依赖使全球人民对化石燃料局限性形成强烈意识。20世纪 70年代石油危机，使资源短缺国通过石油进口量削减的方法来减少石油出口国对其的威胁。由于各国对资源的抢夺还造成了1990-1991 年的海湾战争和中东地区长期的战乱，战争和战乱使当地人民饱受其害。上述问题使人类开始探索新能源。 中国更把开辟可持续发展的新能源领地作为全国能源可持续发展策略重要构成部分，以形成环境友好型社会。于是风能，水能和太阳能等可持续能源的研究成为当今全球电力的研究主题。在风能生成电能的全程中对大气无造成任何污染只使风速下降。可再生资源中，风力发电是一个对环境无危害的绿色能源， 也是最有前途、 最廉价的能源。 很早以前，风力就作为动力供人类使用，驱动帆船就是利用风力行驶。7000 年以前，风帆帮助人类沿河而上到达目的地；六千年前，开辟北大西洋便是维京人操纵风能的成果。十七和十八世纪，哥伦布探索美洲新大陆和“日不落”帝国的形成于人类对风能的利用有很大关系。到了 20世纪 90年代，风能开始被用来发电。