永磁直驅(qū)風(fēng)電變流系統(tǒng)的直接功率控制及通訊功能研究

【摘要】：隨著傳統(tǒng)的一次能源不斷減少和環(huán)境污染的問題日益嚴(yán)重,世界各國開始高度重視發(fā)展綠色環(huán)保的可再生能源,而風(fēng)能作為一種重要的可再生能源獲得了廣泛的關(guān)注。永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)以其結(jié)構(gòu)簡單、控制方便等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。作為一種算法簡單、動(dòng)態(tài)性能良好的控制策略,直接功率控制受到了許多關(guān)注與研究。同時(shí),通訊技術(shù)作為智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的重要技術(shù)支撐,研究通訊系統(tǒng)也具有重要的實(shí)際意義。 本文在分析永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,針對其中的背靠背雙PWM變流器建立了數(shù)學(xué)模型。同時(shí),分別介紹了機(jī)側(cè)變流器按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制策略以及網(wǎng)側(cè)變流器基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制策略,并在Matlab/Simulink分別建立相應(yīng)的仿真模型進(jìn)行分析。 其次針對網(wǎng)側(cè)變流器的直接功率控制策略,分別闡述了兩種傳統(tǒng)的查表式直接功率控制方案以及兩種開關(guān)頻率恒定的預(yù)測直接功率控制方案；接著提出了一種新的預(yù)測直接功率控制方案；并建立網(wǎng)側(cè)交流器并網(wǎng)運(yùn)行下的仿真模型,分別對上述三種直接功率控制方案進(jìn)行仿真比較,得出各自的特點(diǎn)。 然后搭建了永磁直驅(qū)風(fēng)電變流系統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺,并進(jìn)行了控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,在并網(wǎng)運(yùn)行情況下,對網(wǎng)側(cè)變流器分別進(jìn)行直接功率控制實(shí)驗(yàn)和電網(wǎng)電壓定向的矢量控制實(shí)驗(yàn),對不同控制方案進(jìn)行比較分析。之后針對永磁直驅(qū)風(fēng)電變流系統(tǒng)的孤島運(yùn)行的情況建立了直接功率控制的仿真模型進(jìn)行分析,并在實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),從而驗(yàn)證本文提出的預(yù)測直接功率控制方案在孤島運(yùn)行情況下的可行性。 最后詳細(xì)地介紹CAN總線的特點(diǎn)及工作原理,并闡述了Modbus協(xié)議的內(nèi)容及含義,說明了SCI通訊的工作原理。在此基礎(chǔ)上,詳述了通訊系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì),并將通訊功能加入到直接功率控制實(shí)驗(yàn)中,驗(yàn)證了通訊系統(tǒng)的可靠性。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 永磁同步發(fā)電機(jī) 直接功率控制 通訊系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 1. 緒論11-22
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)簡介12-16
• 1.2.1 風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)簡介14-16
• 1.3 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)16-18
• 1.4 課題研究現(xiàn)狀概述18-20
• 1.4.1 直接功率控制研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4.2 電力系統(tǒng)通訊技術(shù)研究現(xiàn)狀20
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容20-22
• 2. 永磁直驅(qū)風(fēng)電變流系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型與矢量控制策略22-37
• 2.1 機(jī)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型與矢量控制策略22-29
• 2.1.1 機(jī)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型22-25
• 2.1.2 機(jī)側(cè)變流器的矢量控制策略及仿真分析25-29
• 2.2 網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型與矢量控制策略29-36
• 2.2.1 網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型29-31
• 2.2.2 網(wǎng)側(cè)變流器的矢量控制策略及仿真分析31-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 3. 直接功率控制策略37-61
• 3.1 查表式直接功率控制38-46
• 3.1.1 電網(wǎng)電壓定向的查表式直接功率控制38-44
• 3.1.2 虛擬磁鏈定向的查表式直接功率控制44-46
• 3.2 預(yù)測直接功率控制46-54
• 3.2.1 傳統(tǒng)的預(yù)測直接功率控制方案46-52
• 3.2.2 本文提出的預(yù)測直接功率控制方案52-54
• 3.3 同的直接功率控制方案仿真與比較54-59
• 3.3.1 查表式直接功率控制方案仿真54-55
• 3.3.2 預(yù)測直接功率控制方案仿真55-58
• 3.3.3 不同的直接功率控制方案比較58-59
• 3.4 本章小結(jié)59-61
• 4. 永磁直驅(qū)風(fēng)電交流系統(tǒng)的直接功率控制仿真及實(shí)驗(yàn)61-84
• 4.1 實(shí)驗(yàn)平臺硬件搭建及控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)61-68
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)平臺硬件搭建63-67
• 4.1.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)67-68
• 4.2 并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)直接功率控制實(shí)驗(yàn)68-78
• 4.2.1 直接功率控制實(shí)驗(yàn)69-75
• 4.2.2 基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制實(shí)驗(yàn)75-78
• 4.3 孤島運(yùn)行時(shí)直接功率控制仿真與實(shí)驗(yàn)78-82
• 4.3.1 孤島運(yùn)行時(shí)直接功率控制仿真78-80
• 4.3.2 孤島運(yùn)行時(shí)直接功率控制實(shí)驗(yàn)80-82
• 4.4 本章小結(jié)82-84
• 5. 基于CAN總線的通訊系統(tǒng)研究84-99
• 5.1 CAN總線分析84-88
• 5.1.1 CAN總線簡介84-85
• 5.1.2 CAN總線的工作原理85-88
• 5.2 基于Modbus協(xié)議的SCI通訊88-93
• 5.2.1 Modbus協(xié)議簡介88-91
• 5.2.2 SCI通訊的工作原理91-93
• 5.3 通訊系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)93-96
• 5.4 加入通訊功能的直接功率控制實(shí)驗(yàn)96-98
• 5.5 本章小結(jié)98-99
• 6. 總結(jié)與展望99-101
• 6.1 本文研究工作的總結(jié)99-100
• 6.2 未來工作的展望100-101
• 參考文獻(xiàn)101-106
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表文章106

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基于新開關(guān)表的三電平PWM整流器的研究    賈妍;石景波;

三相電壓型PWM整流器的直接功率控制技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)    陳偉

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