10kW雙饋風(fēng)電機(jī)組仿真實驗臺開發(fā)研究

【摘要】：為了可以在實驗室開展風(fēng)電機(jī)組研究工作，實現(xiàn)對機(jī)組深入分析，本文研發(fā)了單臺10kW雙饋風(fēng)電機(jī)組仿真實驗臺。風(fēng)電模型機(jī)組設(shè)計包括機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和電氣控制部分，本文重點分析電氣控制部分。 本文所研究風(fēng)電模型機(jī)組主要包括風(fēng)輪模擬系統(tǒng)、變槳距系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。針對實驗室內(nèi)不具備風(fēng)電場風(fēng)資源的問題，對風(fēng)電模型機(jī)組采用風(fēng)輪模擬系統(tǒng)實現(xiàn)風(fēng)功率模擬。文中對風(fēng)輪模擬系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型，研發(fā)了風(fēng)功率模擬控制算法，并通過設(shè)計硬件執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成了對機(jī)組的動力驅(qū)動。在電動變槳距系統(tǒng)中，對機(jī)組葉片模型進(jìn)行了深入分析，設(shè)計了電動變槳距控制器，并利用伺服驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)控制葉片槳距角。本文重點研究了發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，對發(fā)電機(jī)變流器機(jī)側(cè)、網(wǎng)側(cè)分別建立了數(shù)學(xué)模型，研究了雙饋發(fā)電機(jī)控制策略，并相應(yīng)地設(shè)計了轉(zhuǎn)矩控制器。通過對發(fā)電機(jī)變流器的研究、調(diào)試、試驗等過程，實現(xiàn)了為轉(zhuǎn)子勵磁和發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電。模型機(jī)組的主控系統(tǒng)將以上各個子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。另外，還為風(fēng)電模型機(jī)組設(shè)計了主動偏航系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和報警系統(tǒng)等。在機(jī)組開發(fā)研究過程中，對各個系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)、設(shè)計與調(diào)試，使得模型機(jī)組基本具備了兆瓦級風(fēng)電機(jī)組的功能。 最后，利用模擬風(fēng)輪的轉(zhuǎn)矩特性，完成了風(fēng)電模型機(jī)組的啟機(jī)、并網(wǎng)、發(fā)電和停機(jī)過程，并分析了機(jī)組運(yùn)行的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。通過實驗驗證了模型機(jī)組的設(shè)計可靠性。開發(fā)的該項實驗臺已得到成功應(yīng)用，并受到用戶好評。 【關(guān)鍵詞】：雙饋 風(fēng)電模型機(jī)組 控制器 矢量控制
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 風(fēng)電行業(yè)現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 國內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)容量10-11
• 1.2.2 國外風(fēng)電裝機(jī)容量11
• 1.3 國內(nèi)外變流器技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 模型機(jī)組的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.5 論文研究的主要工作14-15
• 第二章 風(fēng)輪模擬系統(tǒng)15-24
• 2.1 風(fēng)輪特性15-17
• 2.2 風(fēng)輪電動模擬17-24
• 2.2.1 風(fēng)輪模擬轉(zhuǎn)速算法18-19
• 2.2.2 變頻器控制策略框圖19-24
• 第三章 變槳距系統(tǒng)24-28
• 3.1 變槳距系統(tǒng)概述24-25
• 3.2 變槳距控制算法25-28
• 第四章 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)28-49
• 4.1 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)概述28-29
• 4.2 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制策略29-38
• 4.2.1 雙饋發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型29-30
• 4.2.2 雙饋發(fā)電機(jī)機(jī)側(cè)變流器數(shù)學(xué)模型30-34
• 4.2.3 雙饋發(fā)電機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器數(shù)學(xué)模型34-38
• 4.3 變流器調(diào)試38-43
• 4.4 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制算法43-49
• 第五章 電氣控制系統(tǒng)49-60
• 5.1 軟件部分49-53
• 5.1.1 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制器49-50
• 5.1.2 總體運(yùn)行系統(tǒng)50-51
• 5.1.3 偏航邏輯系統(tǒng)51-52
• 5.1.4 報警系統(tǒng)52-53
• 5.1.5 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)53
• 5.2 硬件部分53-60
• 5.2.1 總體架構(gòu)53-58
• 5.2.2 通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)58-60
• 第六章 機(jī)組運(yùn)行特性60-69
• 6.1 運(yùn)行狀態(tài)60-61
• 6.2 測試與仿真數(shù)據(jù)對比61-63
• 6.3 機(jī)組靜態(tài)特性63-64
• 6.4 實驗分析64-69
• 第七章 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 附錄 A 參數(shù)表73-76
• 在學(xué)研究成果76-77
• 致謝77

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