直驱型永磁风力发电系统仿真研究.docx

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直驱型永磁风力发电系统仿真研究,2万字我自己原创的毕业论文,仅在本站独家提交,大家放心使用摘要:面对能源危机与生态恶化的压力,全球风力发电技术迅猛发展,并存在以下趋势:大容量、变转速、直驱化、无刷化、智能化。在风力发电系统的并网技术中,直驱型永磁风力发电系统因其省去了容易出现故障的齿轮箱和实现了系统的解耦控制,而提高了发...
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分类: 论文>电气自动化/电力论文

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直驱型永磁风力发电系统仿真研究

2万字
我自己原创的毕业论文,仅在本站独家提交,大家放心使用

摘要:面对能源危机与生态恶化的压力,全球风力发电技术迅猛发展,并存在以下趋势:大容量、变转速、直驱化、无刷化、智能化。在风力发电系统的并网技术中,直驱型永磁风力发电系统因其省去了容易出现故障的齿轮箱和实现了系统的解耦控制,而提高了发电系统的稳定性和可靠性,因而该系统日益受到广泛关注。本文以直驱型永磁风力发电系统为对象,对系统的控制策略进行重点探讨,从而改善功率变换装置的运行性能,提高并网输出的电能质量。
综合考虑选用不可控整流加Boost斩波再接并网逆变器装置的交—直—交功率变换装置,即将永磁发电机连接三相二极管整流桥,把发出的电压与频率均随风速变化的交流电整流为直流,经由大电感滤波后,可获得比较平稳的直流电压,再由Boost变换升压电路,从而得到逆变电路所需要的幅值恒定的直流电压,最后经过逆变电路可逆变成与电网频率相同的恒频电能实现并网。
本文首先在发电系统结构的基本组成和各部分功能部件的基本工作原理的基础上,详细地建立直驱型永磁风力发电系统各个部分的数学模型,包括风力机数学模型、永磁同步发电机及不可控整流器数学模型、Boost电路模型、电压型PWM逆变器的数学模型。其次,分别阐述直驱型永磁同步风力发电系统中所采用的控制策略,包括最大功率点追踪控制、Boost斩波控制、逆变控制,并对其重点探讨,达成系统的控制目标和性能要求。最后在MATLAB/Simulink环境下建立直驱型永磁风力发电系统的仿真模型并得出仿真结果,然后验证各个仿真模块的可行性并分析各种控制策略的效果。

关键词:风力发电;直驱型;永磁同步发电机;最大功率点跟踪;Boost斩波;Simulink仿真


Simulation Study of Direct Driven Permanent magnet Wind Power Generation System

Abstract:Confronting with the pressure of the energy crisis and the ecological deterioration, the global wind power generation technology develops rapidly, and has the following trends: large capacity, variable speed, direct driven, brushless, intelligent. In the technology of connecting wind power generation system with grid, the direct driven type permanent magnet wind generation system which eliminates the gear box and realizes the decoupling control improves stability and reliability of the power system, so this system has attracted extensive attention. In this paper, as the object ——the direct driven permanent magnet wind power generation system focuses on the control strategy of the system, so as to improve the operation performance of power converter and the power quality of the connected grid output.
This paper considers the device of uncontrolled rectifier with Boost chopper also with grid connected inverter device as the selection of AC-DC-AC power conversion device. The PMSG (permanent magnet synchronous generation) connects with a three-phase diode bridge rectifier, which transforms the AC whose voltage and frequency changes with wind speed into DC. The DC which has voltage of constant amplitude, then, via a large inductance, can be obtained after filtering by Boost transform circuit. Finally, through the inverter circuit, the system produces grid connected constant frequency electricity.
In this paper, first of all, on the base of composition of power generation system structure and the function of each part of all parts, a direct drive wind power generation system with all parts of mathematical models will be discussed, including the mathematical model of wind turbine, PMSG, uncontrollable rectifier, Boost circuit and voltage PWM inverter. Secondly, the control strategy of direct driven permanent magnet wind power generation system will be expounded respectively, including the MPPT(maximum power point tracking) control, Boost chopper control, inverter control, in order to satisfy the requirements and performance of the system. Finally, the simulation model of direct driven permanent magnet wind power generation system shall be built in the MATLAB/Simulink environment and the given simulation results can verify the feasibility of each simulation module and analyze the effect of the control strategy.
KEY WORDS: Wind power generation; Direct driven; PMSG; MPPT; Boost chopper; Simulink simulation


目录
第一章 绪论 1
1.1 风力发电系研究的背景 1
1.2 风力发电技术简介 2
1.2.1 普通三相同步风力发电系统 3
1.2.2 双馈型风力发电系统 3
1.2.3 直驱型永磁风力发电系统 4
1.3 直驱型永磁风力发电系统的两种典型变流结构 5
1.3.1背靠背双PWM变流器功率变换系统 5
1.3.2 不可控整流+Boost升压斩波+并网逆变器功率变换系统 6
1.4论文的主要工作 7
第二章 直驱型永磁风力发电系统的结构及模型 8
2.1 风力机 9
2.2 永磁同步发电机 10
2.3 二极管整流电路 12
2.4 直流升压电路 13
2.4.1 电路结构 14
2.4.2 工作原理 14
2.5 电压型PWM逆变电路 15
2.5.1电路结构 15
2.5.2数学模型 16
2.6 本章小结 19
第三章 直驱型永磁风力发电系统的控制策略 20
3.1最大功率点追踪控制 20
3.1.1 叶尖速比控制 20
3.1.2 功率信号反馈控制 20
3.1.3 爬山搜索法 21
3.2 Boost斩波控制 22
3.3逆变控制 2..