開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)電系統(tǒng)控制技術(shù)研究

【摘要】： 近年來(lái)隨著能源問(wèn)題的日益加劇,可再生能源的使用已經(jīng)成為能源結(jié)構(gòu)的必然發(fā)展趨勢(shì)。風(fēng)能因其簡(jiǎn)單清潔,機(jī)動(dòng)靈活的優(yōu)點(diǎn),能夠切實(shí)滿足當(dāng)今社會(huì)的能源需求,風(fēng)力發(fā)電行業(yè)在我國(guó)正處于蓬勃興起的態(tài)勢(shì)。 本文主要基于開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)(Switched Reluctance Generator, SRG)在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)合的應(yīng)用,針對(duì)相關(guān)的控制技術(shù)展開(kāi)了較為全面的探索,包括了詳盡的理論分析以及仿真研究。 首先,本文在查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,簡(jiǎn)要總結(jié)了風(fēng)能資源利用的歷史及發(fā)展進(jìn)程,介紹了幾種常用的變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,并提出開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),以及在國(guó)內(nèi)外取得的傲人成果,進(jìn)一步明確了研究意義。其次,闡述了開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)的工作原理,針對(duì)其實(shí)際工作中的非線性進(jìn)行了深入的分析,并討論了SRG的三種控制方式,對(duì)自勵(lì)模式下的發(fā)電、建壓過(guò)程進(jìn)行了深入探討。在傅里葉級(jí)數(shù)的基礎(chǔ)上建立了SRG的非線性數(shù)學(xué)模型,并在MATLAB仿真平臺(tái)上構(gòu)建了相應(yīng)的仿真模型。 其三,著重探討了電流斬波控制方式(CCC)下SRG系統(tǒng)的運(yùn)行,對(duì)SRG開(kāi)環(huán)與閉環(huán)狀態(tài)下的工作狀況進(jìn)行比較,針對(duì)輸出電壓的諧波抑制問(wèn)題,詳細(xì)闡述了電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。電壓閉環(huán)控制器分別采用常規(guī)PID與模糊PID控制方式以達(dá)到穩(wěn)壓,并在此基礎(chǔ)上對(duì)濾波電容進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)而提出了等效串聯(lián)電阻的概念。仿真實(shí)驗(yàn)證明,在中低風(fēng)速范圍下可以取得良好的控制效果。 其四,著重探討了SRG的角度位置控制(APC),針對(duì)單脈沖模式下,電壓閉環(huán)控制器失效的問(wèn)題,提出了勵(lì)磁角度的閉環(huán)控制策略,通過(guò)電機(jī)的工作狀態(tài)變化對(duì)開(kāi)通角與關(guān)斷角進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),從而控制繞組電流,保證輸出電壓的穩(wěn)定。仿真實(shí)驗(yàn)證明,勵(lì)磁角度的閉環(huán)控制方案為SRG系統(tǒng)在高風(fēng)速、重負(fù)載等環(huán)境下的穩(wěn)定發(fā)電提供了有效的手段和工具。 其五,著重解決開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中交流輸出的電能質(zhì)量問(wèn)題,提出利用SVPWM過(guò)調(diào)制技術(shù)作為逆變單元的技術(shù)支撐,在SRG風(fēng)電系統(tǒng)已經(jīng)獲得理想的直流輸出的基礎(chǔ)上,交流輸出的質(zhì)量就主要取決于逆變電路的性能。相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)可以證明,SVPWM過(guò)調(diào)制技術(shù)能保證發(fā)電系統(tǒng)具有優(yōu)良的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)性能,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電,能夠切實(shí)滿足用電用戶(hù)的需要。 本文相關(guān)的仿真研究都取得了良好的控制效果,驗(yàn)證了控制方案的可行性和正確性,為SRG風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際工程應(yīng)用提供了一定的指導(dǎo)意義。 【關(guān)鍵詞】：開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)(SRG) 風(fēng)力發(fā)電 非線性 電壓脈動(dòng) 電流斬波控制(CCC) 角度位置控制(APC) SVPWM過(guò)調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TM352
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 風(fēng)能發(fā)電的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀9
• 1.2 幾種常用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)9-11
• 1.3 開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)11-13
• 1.4 本文所做工作及內(nèi)容安排13-15
• 1.4.1 本文所做工作13-14
• 1.4.2 本文的內(nèi)容安排14-15
• 第2章 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)工作原理及建模15-29
• 2.1 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的工作原理15-18
• 2.2 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的非線性分析18-20
• 2.3 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的工作模式20-22
• 2.4 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的非線性建模22-27
• 2.4.1 SRG 的數(shù)學(xué)模型22-24
• 2.4.2 SRG 的仿真模型24-27
• 2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析27-29
• 第3章 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的電壓反饋控制29-49
• 3.1 開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)29-31
• 3.2 風(fēng)輪機(jī)的工作特性及模型31-33
• 3.3 SRG 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的工作特性研究33-35
• 3.4 SRG 閉環(huán)系統(tǒng)的工作特性研究35-49
• 3.4.1 濾波環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)36-38
• 3.4.2 常規(guī)PID 電壓閉環(huán)控制器的設(shè)計(jì)38-41
• 3.4.3 模糊PID 電壓閉環(huán)控制器的設(shè)計(jì)41-44
• 3.4.4 模糊PID 與常規(guī)PID 閉環(huán)控制效果的比較44-46
• 3.4.5 SRG 閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究46-49
• 第4章 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的角度位置控制49-62
• 4.1 SRG 的角度參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響49-50
• 4.2 角度位置控制環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)50-55
• 4.2.1 APC 環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)51-53
• 4.2.2 模糊APC 環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)53-55
• 4.3 SRG 高速運(yùn)行時(shí)的工況55-58
• 4.4 SRG 帶重負(fù)載運(yùn)行的工況58-62
• 第5章 開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)逆變器的設(shè)計(jì)62-74
• 5.1 逆變器的工作要求62-63
• 5.2 三相電壓源型逆變器的工作原理63-64
• 5.3 SVPWM 過(guò)調(diào)制算法的原理及實(shí)現(xiàn)64-68
• 5.4 SVPWM 過(guò)調(diào)制算法在 SRG 風(fēng)電系統(tǒng)中的應(yīng)用68-72
• 5.4.1 靜態(tài)特性分析69-71
• 5.4.2 動(dòng)態(tài)特性分析71-72
• 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析72-74
• 總結(jié)與展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 致謝81-82
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果82-83

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小功率開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)的理論研究與實(shí)踐    吳韜

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分馬力開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用    曹志亮,樊小明,朱學(xué)忠

用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)改造龍門(mén)刨床    步勇兵,高超

開(kāi)關(guān)磁阻組合起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)    李聲晉,盧剛,馬瑞卿,勵(lì)慶孚

開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)概述    陳云霞

開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)系統(tǒng)研究    陳昊;

基于SVM-GA的磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)    項(xiàng)倩雯;孫玉坤;張新華;

開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電流頻譜測(cè)試    陳昊;徐瑞東;邵佐;

55kW開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)    胡世敏;劉衛(wèi)華;

新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)研究    陳昊;

一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的控制方法    肖芳;

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒在帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置上的應(yīng)用前景    白宏峰;

基于DSP的車(chē)用開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)    趙德安;茅靖峰;施凱;

新型變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)研究    陳昊;

電牽引采煤機(jī)用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的研制    閆志平;高超;杜忠;陳宗根;

暢想開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRD)的未來(lái)    徐丙垠 博士

開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)顯示三重功效    徐丙垠 博士

風(fēng)力發(fā)電打開(kāi)“效益之門(mén)”    記者 劉傳書(shū)

直驅(qū)動(dòng)力帶領(lǐng)家電業(yè)輕松起舞    本報(bào)記者楊?lèi)?ài)新

科技成張店經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)力引擎    張秀貴

徐州12項(xiàng)科研成果獲省科技進(jìn)步獎(jiǎng)    記者　 郇靖海 通訊員　 曹智 江軍

用誠(chéng)實(shí)拓展市場(chǎng)    孟凡江 謝剛

節(jié)能型專(zhuān)利產(chǎn)品成市民發(fā)明熱點(diǎn)    郇靖海通訊員 胡亞輝 張薇

耐火材料成型用壓磚機(jī)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用    楊思一 趙婷婷

山東榮成：吹響發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的號(hào)角    張起帥　林永波

變速直驅(qū)開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率控制    熊立新

開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)控制策略及實(shí)驗(yàn)研究    昝小舒

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模及其控制策略研究    鄭洪濤

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及其新型控制策略研究    紀(jì)良文

電力電子電路中的分岔、混沌及其應(yīng)用研究    于東升

雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)    朱德明

飛機(jī)無(wú)刷直流起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)的研究    戴衛(wèi)力

雙通道開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)故障分析與容錯(cuò)控制    畢濤

無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻全周期發(fā)電機(jī)控制策略的研究    周芹

雙通道開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)均衡控制    郝偉娜

三相開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的研究    李華柏

雙通道開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)故障診斷和容錯(cuò)控制    徐文

開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率閉環(huán)控制的研究    胡寶穎

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)損耗及其溫升研究    張靈霞

無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻全周期發(fā)電機(jī)勵(lì)磁優(yōu)化的研究與實(shí)現(xiàn)    姚瑱

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)螺旋壓力機(jī)及其節(jié)能數(shù)控研究    王浩

變發(fā)電電壓驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤    侯帥