直驅(qū)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性研究

【摘要】： 隨著能源問題和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻,世界各國競相大力發(fā)展可再生能源。風(fēng)能是一種可再生,無污染的綠色能源。風(fēng)力發(fā)電憑借其綠色環(huán)保、資源豐富、容易開發(fā)、性價(jià)比逐步提高等優(yōu)勢得到了世界各國的廣泛重視,是目前世界上發(fā)展得最快的可再生能源。 本文參閱了大量的中英文資料,對風(fēng)力發(fā)電的背景,國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)作了較為全面的闡述?？偨Y(jié)了低速直驅(qū)型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)越性。由于永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)在國內(nèi)的應(yīng)用還并不多見,僅有一些發(fā)達(dá)國家掌握主要的技術(shù),對永磁發(fā)電機(jī)系統(tǒng)特性的研究具有廣泛的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí),風(fēng)機(jī)不接增速齒輪箱,直接與發(fā)電機(jī)耦合;發(fā)電機(jī)的定子為三相或多相繞組,轉(zhuǎn)子采用永磁體或電勵(lì)磁結(jié)構(gòu);定子發(fā)出非工頻的電能,電壓也隨轉(zhuǎn)速變化;系統(tǒng)中有整流逆變裝置,發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能是電壓和頻率都在變化的交流電,經(jīng)整流逆變后變成恒壓恒頻的電能輸入電網(wǎng);通過調(diào)節(jié)逆變裝置的控制信號(hào)可以改變系統(tǒng)輸出的有功功率和無功功率,實(shí)時(shí)滿足電網(wǎng)的功率需要。在變速恒頻直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中,整流逆變裝置的容量需要與發(fā)電機(jī)容量相等。 本文建立了風(fēng)速模型、風(fēng)力機(jī)模型、永磁發(fā)電機(jī)模型等。通過對直驅(qū)型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各組成部分的仿真研究,得到直驅(qū)型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性曲線。仿真結(jié)果說明了直驅(qū)型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型的正確性以及良好的運(yùn)行特性;同時(shí)在論文的最后,針對1.5MW的永磁同步發(fā)電機(jī)做了運(yùn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該機(jī)組有很好的運(yùn)行穩(wěn)定性與控制性。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 直驅(qū) 永磁同步發(fā)電機(jī) 數(shù)學(xué)模型
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 課題來源與目的10-11
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀11-13
• 1.3 典型變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)13-20
• 1.3.1 雙饋式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)13-15
• 1.3.2 雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組特點(diǎn)15
• 1.3.3 直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)15-17
• 1.3.4 直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組特點(diǎn)17-18
• 1.3.5 半直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)18-19
• 1.3.6 半直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組特點(diǎn)19-20
• 1.4 研究方法與主要內(nèi)容20-21
• 第二章 傳動(dòng)系統(tǒng)仿真研究21-38
• 2.1 風(fēng)速模型的建立與仿真21-26
• 2.1.1 陣風(fēng)模型建立22-23
• 2.1.2 漸進(jìn)風(fēng)模型建立23-24
• 2.1.3 隨機(jī)風(fēng)模型建立24-26
• 2.2 風(fēng)能基礎(chǔ)理論26-38
• 2.2.1 風(fēng)能計(jì)算26-27
• 2.2.2 最大風(fēng)能追蹤原理27-30
• 2.2.3 槳葉的幾何參數(shù)和空氣動(dòng)力特性30-33
• 2.2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)建模仿真33-38
• 第三章 直驅(qū)機(jī)組變速恒頻原理及運(yùn)行特性38-43
• 3.1 直驅(qū)機(jī)組變速恒頻控制原理38-39
• 3.2 直驅(qū)機(jī)組變速恒頻運(yùn)行特性39-43
• 3.2.1 最大功率輸出模式40-42
• 3.2.2 額定功率輸出模式42-43
• 第四章 永磁同步發(fā)電機(jī)仿真研究43-61
• 4.1 永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)43-47
• 4.1.1 永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)43-46
• 4.1.2 永磁同步發(fā)電機(jī)特點(diǎn)46-47
• 4.2 永磁同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行性能分析47-51
• 4.2.1 勵(lì)磁電動(dòng)勢和氣隙合成電動(dòng)勢47-48
• 4.2.2 交、直軸電樞反應(yīng)及電樞反應(yīng)電抗48-50
• 4.2.3 固有電壓調(diào)整率和降低措施50-51
• 4.3 永磁同步發(fā)電機(jī)模型51-54
• 4.3.1 永磁同步發(fā)電機(jī)等效電路51-52
• 4.3.2 永磁同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型52-54
• 4.4 基于matlab的永磁同步發(fā)電機(jī)仿真研究54-61
• 第五章 永磁同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)61-68
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹61-63
• 5.2 ABB電控系統(tǒng)介紹63-66
• 5.2.1 ABB變流器硬件構(gòu)成63-64
• 5.2.2 ABB電控系統(tǒng)術(shù)語64-65
• 5.2.3 過熱保護(hù)和短路保護(hù)65-66
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果66-68
• 第六章 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 附錄A 永磁發(fā)電機(jī)仿真程序71-91
• 在學(xué)研究成果91-92
• 致謝92

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