变速恒频风力发电系统控制模型的仿真研究.doc

变速恒频风力发电系统控制模型的仿真研究


2.26万字 64页 原创作品，通过查重系统

摘要
21世纪以来，能源的短缺和环境的破坏问题是人类面临的严峻问题，风能是可再生能源，风资源合理的开发和运用不但可以缓解能源的危机，而且取得好的经济效益和环境效益。随着风力发电技术越来越成熟，技术安全可靠，在可再生绿色能源中占有重要的位置，不久的将成为人类的第三大能源来源，受到世界各国的普遍重视。
永磁直驱风力发电机组缺少齿轮箱，具有高效率，噪音比较低和稳定性高的优点，渐渐成为人们研究的焦点。本文主要对永磁直驱风力发电机组进行建模与仿真研究，对同步电机的运行理论进行了分析，并建立了风速、风力机和传动系统、同步发电机、变频器等数学模型等。
对风力机实行变桨距控制已达到最大风能捕获的控制策略，详细介绍了发电机矢量调制技术原理，并对永磁同步发电机采用基于发电机转子磁场定向的机侧变流器矢量控制方法，实现了发电机的解耦控制，达到最大风能捕获的目的，提高了发电机的效率。网侧逆变器采用了电压定向控制，实现了将直流电逆变为交流电和电网相同频率、相同幅值，保持直流侧电压稳定输出，还能根据电网需求实现功率因数为1的控制要求。
最后，利用，Matlab/simulink建立了永磁直驱风力发电系统的仿真模型，控制系统在低风速时很好的跟踪了最佳叶尖速比，在高风速时得到了稳定的输出功率。验证了控制策略和所建模型的正确性及合理性。



关键词：风机模型；最大风功率捕捉；矢量控制；Matlab模型仿真