直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組建模及其控制系統(tǒng)仿真研究

【摘要】： 直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組憑借顯著的技術(shù)優(yōu)點(diǎn),其研發(fā)受到了越來越多的關(guān)注,具有很好的發(fā)展前景。本文對(duì)直驅(qū)永磁機(jī)組的建模、控制策略及其運(yùn)行特性等問題進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下: (1)推導(dǎo)了永磁同步發(fā)電機(jī)在同步旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系下的動(dòng)態(tài)方程,并對(duì)風(fēng)電機(jī)組的空氣動(dòng)力學(xué)模型、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)模型及全功率變頻器系統(tǒng)模型進(jìn)行了建模分析。 (2)根據(jù)解耦控制原理,設(shè)計(jì)了直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組綜合控制系統(tǒng)模型,包括電機(jī)側(cè)變頻器、電網(wǎng)側(cè)變頻器及風(fēng)力機(jī)控制系統(tǒng),并通過仿真驗(yàn)證了模型的正確性與控制策略的可行性。 (3)分析了風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)后電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性降低的機(jī)理。用基于P～V曲線的靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法,對(duì)采用直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行了仿真研究。 (4)分析了采用直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性,提出了網(wǎng)側(cè)變頻器附加暫態(tài)電壓控制器及直流電壓耦合控制系統(tǒng),以增強(qiáng)直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。 (5)比較分析了基于固定轉(zhuǎn)速風(fēng)電機(jī)組、雙饋風(fēng)電機(jī)組及直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)的短路電流特性;對(duì)基于直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng),在兩種不同控制模式下并網(wǎng)點(diǎn)的短路電流特性進(jìn)行了分析。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機(jī)組 永磁同步發(fā)電機(jī) 解耦控制 電壓穩(wěn)定性 短路電流
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TM315;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1.緒論7-12
• 1.1 選題背景與意義7-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 仿真平臺(tái)的選擇10-11
• 1.4 本文的主要工作11-12
• 2.直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建模12-19
• 2.1 引言12
• 2.2 直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)12-13
• 2.3 風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)模型13-14
• 2.4 風(fēng)電機(jī)組軸系模型14-15
• 2.5 永磁同步發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)模型15-17
• 2.6 全功率變頻器模型17-18
• 2.7 小結(jié)18-19
• 3.直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)模型19-34
• 3.1 引言19
• 3.2 直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組綜合控制模型19-20
• 3.3 風(fēng)力機(jī)控制系統(tǒng)20-21
• 3.3.1 轉(zhuǎn)速及槳距角控制20-21
• 3.3.2 最大功率跟蹤控制21
• 3.4 全功率變頻器控制系統(tǒng)21-29
• 3.4.1 發(fā)電機(jī)側(cè)變頻器控制策略21-24
• 3.4.2 發(fā)電機(jī)側(cè)變頻器控制模型24-25
• 3.4.3 電網(wǎng)側(cè)變頻器控制策略25-28
• 3.4.4 電網(wǎng)側(cè)變頻器控制模型28-29
• 3.5 模型校驗(yàn)與機(jī)組特性分析29-33
• 3.5.1 有功無功解耦控制校驗(yàn)29-30
• 3.5.2 直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組特性分析30-33
• 3.6 小結(jié)33-34
• 4.基于直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)電壓穩(wěn)定性分析34-49
• 4.1 引言34-35
• 4.2 風(fēng)電場(chǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析35-42
• 4.2.1 靜態(tài)電壓穩(wěn)定機(jī)理分析35-38
• 4.2.2 仿真算例及仿真分析38-42
• 4.3 風(fēng)電場(chǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析42-48
• 4.3.1 網(wǎng)側(cè)變頻器暫態(tài)電壓控制模型42-43
• 4.3.2 附加直流電壓耦合控制器模型43
• 4.3.3 仿真算例及仿真分析43-48
• 4.4 小結(jié)48-49
• 5.風(fēng)電機(jī)組短路電流特性分析49-59
• 5.1 引言49
• 5.2 仿真算例系統(tǒng)49
• 5.3 固定轉(zhuǎn)速風(fēng)電機(jī)組短路電流分析49-51
• 5.4 雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組短路電流分析51-52
• 5.5 直驅(qū)永磁變速風(fēng)電機(jī)組短路電流分析52-57
• 5.5.1 恒功率因數(shù)控制模式53-54
• 5.5.2 恒電壓控制模式54-57
• 5.6 小結(jié)57-59
• 6.結(jié)論與展望59-61
• 6.1 全文結(jié)論59-60
• 6.2 未來工作與展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 附錄66-69
• A 前饋補(bǔ)償解耦控制原理66-67
• B 控制模型參考坐標(biāo)系統(tǒng)變換原理67-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及參與項(xiàng)目69

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