基于鼠笼异步发电机风力发电控制系统的研究

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基于鼠笼式异步电机的风机模拟实验平台研究

基于鼠笼式异步电机的风机模拟实验平台研究
姚春光;潘卫明;徐殿国;马洪飞
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2010(44)6
【摘要】设计并实现了一个基于鼠笼式异步电机的风机模拟实验平台,为风力发电系统研究提供可控的自然风环境.首先分析了风力机的特性,建立了风力机的模型.通过给定风速和实测转速,按照风力机特性计算出输出的转矩.控制异步电机输出同样的转矩,便可实现风力机的模拟.开发了上位机监测与控制软件,由上位机将相应控制指令下传给一台变频器,来控制异步电机完成特性模拟.在变风速和变转速两种典型运行条件下的实验结果表明,上位机界面满足了用户交互的需求,系统能再现风机在各种不同运行环境下的机械特性,并可与双馈发电机配合进行最大风能追踪实验,满足测试和验证风力发电机控制算法的要求.
【总页数】3页(P23-25)
【作者】姚春光;潘卫明;徐殿国;马洪飞
【作者单位】哈尔滨工业大学,黑龙江,哈尔滨,150000;哈尔滨工业大学,黑龙江,哈尔滨,150000;哈尔滨工业大学,黑龙江,哈尔滨,150000;哈尔滨工业大学,黑龙江,哈尔滨,150000
【正文语种】中文
【中图分类】TM315
【相关文献】
1.基于IPM鼠笼式异步电机交流伺服系统 [J], 赵金;杨璐;余高明;罗慧
2.基于异步电机的风力机模拟实验平台的研究 [J], 乔明;林飞;孙湖;郑琼林
3.基于可测电气量鼠笼式异步电机能效在线监测方法 [J], 王庆;张蓬鹤;赵海森;刘晓芳;杜中兰
4.基于Simulink基本元件的鼠笼式异步电机仿真研究 [J], 罗振中;朱建林;谭平安;兰志勇
5.基于链型等效电路的鼠笼式异步电机启动研究 [J], 张经纬;王雪帆
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鼠笼型全功率风电变换器控制策略研究与实验

该控制策略能够控制异步发电机的平稳发电运行，有并网过渡时间短，网电流冲击小等优点。具并
关键词：力发电；整流器：全功率变换器风
中图分类号：Ｍ１Ｔ６４文献标识码：Ａ文章编号：００ｌＯ２ｌ）６００ — ３１０一ＯＸ（Ｏ１０ — ０１０
策略相对双馈型发电机组而言较简单．更易于实现。机组并网输入有功功率和无功功率控制主要在网侧变换且
器中实现，无功功率调节简单方便，实现任意功率因数运行。在分析异步发电机和Ｐ可ＷＭ整流器数学模型及控
制策略的基础上，实验室搭建了一套鼠笼型异步全功率的风电实验平台进行实验验证。实验结果表明，用在采
ｓｕｒｅ —ａｅｉｄｃｉｎｍｏｏｕｌｓａｅｗｉｄｐｗｅｌｔｒｉｕｌａｄｒｌｖｎｘｅｉｎｓａｅｐｒｏｅ．ｅｒ — ｑｉｌｃｇｎｕｔｔｒｆｌｃｌｎｏｒｐａｏｍｓｂｉｎｅｅａｔｅｐｒｒｏ－ｆｔｍｅｔｒｅｆｒｄＴｅｍｈ
第４５卷第６期
２１０１年６月
电力电子技术
ＰｗｅｌｃｒｎｃｏｒＥｅｔｏｉｓ
Байду номын сангаас
Ｖ０．５．Ｎｏ６１４．
Ｊｎ０ｌｕｅ２１

整流型鼠笼异步风力发电机的电压控制

ISSN 100020054CN 1122223 N 清华大学学报(自然科学版)J Tsinghua Univ (Sci &Tech ),2008年第48卷第4期2008,Vol .48,No .44 404652468整流型鼠笼异步风力发电机的电压控制周苗生1,　孙旭东1,　柴建云1,　翟庆志2(1.清华大学电机工程与应用电子技术系,电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室,北京100084;2.中国农业大学信息与电气工程学院,北京100083)收稿日期:2007203221基金项目:国家“十一五”科技支撑项目(2006BAJ 04B 03)台达电力电子科教发展计划基金项目作者简介:周苗生(1984—),男(汉),江苏,硕士研究生。

通讯联系人:孙旭东,副教授,E 2mail :sunxd @mail .tsinghua .edu .cn摘　要:变速恒频运行的鼠笼异步风力发电机系统多采用全功率双脉宽调制交直交变换。

为了减小变流器容量,提出一种整流型系统结构及其电压控制策略。

用与发电机并联的变流器和电容器补偿发电机励磁电流,调节发电机电压;发电机接不控整流桥和逆变器为交流负载供电。

分析了发电机建压电容的选取,对系统电压控制方法进行了仿真和实验研究。

当转速和负载在一定范围变化时,整流电压都能保持基本恒定,且变流器的补偿电流较小,证明了该系统结构的可行性和控制方法的有效性。

关键词:风力发电;鼠笼异步发电机;变流器;电压控制中图分类号:TM 91;TM 46文献标识码:A文章编号:100020054(2008)0420465204Voltage con trol of a rectif ica tion -type cage i nduction genera tor for w i nd powergenera tionZHOU M ia oshe ng 1,SUN Xudong 1,CH A I J ia nyun 1,ZHA IQ ingzhi 2(1.State Key Laboratory of Con trol and Si m ulation of Power System s and Generation Equip men ts ,D epart men t of Electr ical Engi neer i ng ,Tsi nghua Un iversity ,Be ij i ng 100084,Chi na ;2.College of I nformation and Electr ical Eng i neer i ng ,Chi na Agr icultural Un iversity ,Be ij i ng 100083,Chi na )Abstract :D ual pulse w idth modulati on A C 2DC 2A C converters are w idely used in variable 2speed constant 2frequency (V SCF )w ind pow er generati on system s w ith cage inducti on generato rs (IGs ).A rectificati on 2type V SCF IG system topo logy and its vo ltage contro l strategy w ere developed to reduce the converter capacity .Apulsew idth modulati on converter in parallel w ith the IG th rough inducto rs and build 2up capacito rs are installed to regulate the IG vo ltage by compensating its excitati on current,a nd a di ode rectifier connected w ith the IG and an inverter are used to feed the A C loads .Thep rinci p les fo r determ ining the capacito r size are p resented,w ith the vo ltage contro l m ethod illustrated by si m ulati ons and experi m ents .T he vo ltage is regulated to be constant w ith a low compensating current w hen the speed and load vary over a specified range,w hich show s that the system is p ractical and effective .Key words :w ind pow er generati on;cage inducti on generato r;converter;v o ltage contro l近年来,风力发电受到世界各国的高度重视。

鼠笼异步式风机的新型控制方法研究

第51卷第18期电力系统保护与控制Vol.51 No.18 2023年9月16日Power System Protection and Control Sept. 16, 2023 DOI: 10.19783/ki.pspc.230301鼠笼异步式风机的新型控制方法研究吴璇1，赵文彬1，朱瑞 2(1.上海电力大学电气工程学院，上海 200090；2.上海电力大学数理学院，上海 200090)摘要：针对目前鼠笼式异步风力发电机控制系统的缺点，提出了一种用于鼠笼式异步风力发电机组的新型控制方法，目的在于实现鼠笼式风机发电效率的最大化和系统成本的最小化。

该控制方法的拓扑由电压源变流器(voltage source converter, VSC)、功率因数转换器(power factor correction converter, PFCC)和电容器组成，通过VSC为鼠笼式发电机提供励磁以实现最大功率跟踪控制，同时通过并联PFCC将发电机输出的全部有功功率传输至直流侧，使得VSC仅为发电机提供无功功率。

并通过并联电容器补偿发电机所需无功功率以减小系统所需VSC的容量，从而最大程度地降低系统成本。

同时，以提高机组效率为目的，通过分析确定了该机组的转差率和最佳电容器容量。

在理论分析的基础上，基于Matlab软件对设计的控制系统进行仿真验证，仿真结果证明了该方法的可行性和控制方法的有效性。

关键词：风力发电；鼠笼式发电机；电压源变流器；功率因数转换器；最大功率跟踪控制A novel control method of a squirrel cage asynchronous generator for a wind turbineWU Xuan1, ZHAO Wenbin1, ZHU Rui2(1. College of Electric Power Engineering, Shanghai University of Electric Power, Shanghai 200090, China;2. College of Mathematics and Science, Shanghai University of Electric Power, Shanghai 200090, China)Abstract: To address the shortcomings of the control system of conventional squirrel-cage asynchronous wind turbines, this paper proposes a new control method to achieve the research objectives of maximizing their power generation efficiency and minimizing the system cost. The topology of this control method consists of a voltage source converter (VSC), a power factor correction converter (PFCC) and capacitors. It functions by providing excitation for the squirrel-cage generator through the VSC to achieve maximum power point tracking (MPPT) control, and transferring all the active power output from the generator to the DC bus through the PFCC in parallel, so that the VSC only provides reactive power to the generator. The reactive power required by the generator is compensated by capacitors in parallel to reduce the VSC capacity required by the system, thus minimizing the system cost. To improve the efficiency of the system, it is analyzed to settle the slip rate and the optimal capacitor capacity of the system. Based on the theoretical analysis, a simulation verification of the designed control system has been performed based on Matlab software, and the simulation results have proved the feasibility of the design and the effectiveness of the control method.This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 12172210).Key words: wind power generation; squirrel cage generator; VSC; PFCC; MPPT control0 引言随着“双碳”目标的提出，中国电力结构的清洁转型迫在眉睫[1-2]。

基于SVPWM的鼠笼异步风力发电机直接转矩控制研究与实验

基于SVPWM的鼠笼异步风力发电机直接转矩控制研究与实验张文元;张力【摘要】相比于永磁同步风力发电机,鼠笼异步发电机具有结构简单牢固、体积小、维护及运行成本低、无永磁体退磁的隐患等特点,在数千千瓦功率等级的风力发电运用中,使用鼠笼异步发电机是一个值得考虑的方案.本文针对全变速鼠笼异步风力发电系统,提出一种基于SVPWM的鼠笼异步风力发电机直接转矩控制策略,相比于传统转子磁场定向控制不需要电流内环控制,直接对发电机的电磁转矩和定子磁链直接控制,加快了转矩和磁链控制的响应速度.最后,通过实验验证了所提控制策略的正确性与有效性.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2018(056)003【总页数】5页(P68-72)【关键词】风力发电;鼠笼异步发电机;直接转矩控制;SVPWM【作者】张文元;张力【作者单位】广西大学,电气工程学院,广西南宁 530004;广西大学,电气工程学院,广西南宁 530004【正文语种】中文【中图分类】TM341 引言随着传统化石燃料的耗尽和环境污染问题日益突出，人们将目光投向可再生的新能源发电机技术。

在众多的可再生能源发电技术中，风力发电因其技术成熟、成本较低和大规模开发利用的优势成为新能源发展最快、最具有竞争力的发电技术[1]。

风力发电系统的结构也经历了三个时期的改变，在早期使用最多的是定速型鼠笼异步发电机系统，其定子绕组直接和电网连接对电网干扰较大且发电效率较低；目前，市场安装最多风力发电机为变速的双馈异步发电机，其调速范围有限且定子绕组和电网直接相连不利于低电压穿越控制；为了改进以上两种风力发电系统的不足，新一代全变速风力发电系统产生，有效提高了风力发电系统的效率和低电压穿越性能[2]。

在全变速风力发电系统中，主要使用永磁同步发电机和鼠笼异步发电机，相比于永磁同步风力发电机，鼠笼异步发电机具有结构简单牢固、体积小、维护及运行成本低、无永磁体退磁的隐患等特点，在数千千瓦功率等级的风力发电运用中，使用鼠笼异步发电机是一个值得考虑的方案[2-4]。

阐述鼠笼式异步发电机的调节方式

阐述鼠笼式异步发电机的调节方式
鼠笼式异步发电机是一种常见的交流发电机，其主要原理是利用转子在定子磁场中的旋转来产生交流电。

为了使鼠笼式异步发电机能够稳定地运行并满足电网的要求，需要对其进行调节。

下面介绍两种常见的鼠笼式异步发电机的调节方式：
1. 改变励磁电流的大小
鼠笼式异步发电机的励磁电流大小直接影响着发电机输出电压的大小和相位。

因此，通过调节励磁电流的大小，可以调节发电机的输出电压。

通常采用调节励磁电流的方法有两种：一种是调节励磁电流的大小，另一种是调节励磁电源的电压。

2. 调节转子电阻
鼠笼式异步发电机的转子电阻大小直接影响着发电机输出电压的大小和相位。

通过调节转子电阻的大小，可以调节发电机的输出电压。

通常采用调节转子电阻的方法有两种：一种是通过改变转子绕组的匝数或线径来调节转子电阻，另一种是通过在转子上串联或并联电阻来调节转子电阻。

通过调节励磁电流的大小和转子电阻的大小，可以有效地调节鼠笼式异步发电机的输出电压和频率，从而满足
电网的需求。

鼠笼型风力发电机有功功率输出控制策略

{
风力发电机是由风能驱动齿轮从而带动鼠笼
异步电机转动发电的一套装置ꎬ风能是其获得发电
能力的原始能源ꎮ 风力发电机输出的有功功率与
风能的风速呈现相关性关系 [３] ꎮ 根据不同的风
速ꎬ表征鼠笼风机有３个重要的参数ꎬ分别是切入
风速ｖｃｉ、额定风速ｖＮ和切出风速ｖｃｏ ꎮ 当风速低于
２０２０
文章编号:１００８－１４０２(２０２０)０２－００５５－０３
鼠笼型风力发电机有功功率输出控制策略
①
贺笃贵
( 铜陵职业技术学院电气工程系ꎬ安徽铜陵２４４０６１)
摘要: 鼠笼异步风机因其成本低、可靠性高的特点在配电网中得到了广泛的应用ꎬ但其无序、
无控的接入模式势必对电网带来灾难性的影响ꎮ 基于ＰＳＣＡＤ软件搭建了鼠笼异步风机的并网
电势 ꎮ
可以得到ꎬ定子绕组电磁方程式:
ìïＵｄ＝－ＲｓＩｄ＋Ｘ′Ｉｑ＋Ｅｄ ′
ïＵｑ＝－ＲｓＩｑ＋Ｘ′Ｉｄ＋Ｅｑ ′
ï
íＴ′０ｄＥ′ ＝－Ｅ′ｄ－ｊ ( Ｘ－Ｘ′ ) Ｉｑ－２πｆ０ｓＥ′ｑＴ０ ′ (６)
ï
ｄｔ
ï
ïＴ０ ′ ｄＥ′ ＝－Ｅ′ｑ－ｊ ( Ｘ－Ｘ′ ) Ｉｄ－２πｆ０ｓＥ′ｄＴ′０
网的冲击也比较大ꎮ 为了降低风机启动对电网的
①
冲击ꎬ一般鼠笼风机会采用软启动方式启动ꎬ通过
软启动器从而降低对电网的影响ꎮ 异步风机虽然
结构简单ꎬ成本低ꎬ但是其功率因素都不会太高ꎬ通
过无功补偿装置提高其并网时的功率因素ꎮ 最后
通过变压器将风机发出的电能变换成与电网相同

鼠笼异步发电机工作原理

鼠笼异步发电机工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊鼠笼异步发电机那神奇的工作原理呀！
你看啊，这鼠笼异步发电机就像是一个勤劳的小工人，一直在默默地努力工作着。

它的结构其实并不复杂，就好像我们家里常见的一些小电器一样，简单却有着大作用。

想象一下，电流就像一群调皮的小猴子，在发电机里面跑来跑去。

鼠笼异步发电机里面有个定子，就像是一个大舞台，而转子呢，就像是在舞台上表演的主角。

当定子通上电后，就会产生一个旋转的磁场，这就好比是给舞台打上了炫丽的灯光。

那转子呢，它可有意思啦！转子上有像鼠笼一样的导体条，这就是它名字的由来哦。

当这个旋转磁场出现后，转子上的导体条就会被带着一起转动起来，就好像被一股神奇的力量吸引住了一样。

这时候，电能不就产生了嘛！
你说神奇不神奇？就这么看似简单的结构，却能实现能量的转换。

这就好像是一个魔术师，能把一种东西变成另一种东西。

而且啊，鼠笼异步发电机还有一个特别好的优点，那就是它很皮实耐用！不像有些娇贵的机器，稍微有点不对就闹脾气。

它就像是一个老黄牛，任劳任怨地工作着。

咱平时生活中很多地方都能用到它呢！比如在一些小型的发电设备里，或者在一些需要自给自足电能的地方。

它虽然不声不响，但却发挥着重要的作用。

你说这鼠笼异步发电机是不是很了不起？它虽然没有那些高科技设备那么耀眼，但它却实实在在地为我们的生活提供着便利。

它就像我们身边那些默默付出的人，也许不被大家注意到，但却一直在努力着。

所以啊，我们可不能小瞧了这鼠笼异步发电机。

它用自己独特的方式，为我们的生活增添着一份力量。

让我们一起为它点赞吧！它真的是太棒啦！。

鼠笼式异步发电机工作原理

鼠笼式异步发电机工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠鼠笼式异步发电机的工作原理，这可有意思啦！你看啊，鼠笼式异步发电机就像一个勤劳的小蜜蜂，一直在默默地工作着。

它主要是由定子和转子这两个重要部分组成的。

定子呢，就像是一个安稳的家，为整个发电过程提供了一个坚实的基础。

而转子呢，就像是个调皮的小孩子，在定子这个家里跑来跑去。

转子上有个像鼠笼一样的结构，这可太形象啦，所以才叫鼠笼式嘛！这个鼠笼里的导体呀，就跟着磁场一起愉快地玩耍。

当有电流通过定子的时候，就会产生一个旋转的磁场。

这旋转磁场就好像是一场热闹的舞会，吸引着转子也跟着一起旋转起来。

这转子一开始转得还有点慢呢，就像刚学跳舞的人，有点笨手笨脚的。

但慢慢地，它就越转越快，越转越带劲啦！这时候你可能会问啦，那电是怎么发出来的呢？嘿嘿，这就是神奇的地方啦！当转子在旋转的时候，它里面的导体就会切割磁感线，就像我们用刀去切东西一样。

这么一切，不就产生电流了嘛！这电流就被乖乖地送出去，为我们所用啦。

你说这鼠笼式异步发电机是不是很厉害？它就这么悄无声息地为我们提供着电能，让我们的生活变得更加便利。

想象一下，如果没有它，我们的生活得变成啥样啊？那肯定会有很多不方便的地方吧！而且啊，鼠笼式异步发电机还有个特别好的优点，那就是它结构简单，容易维护。

这就好比一辆自行车，你不需要太多复杂的技术就能修好它。

不像有些机器，一旦出了问题，可让人头疼啦！它还特别耐用呢，就像一个老黄牛，勤勤恳恳地工作着，不怎么容易出毛病。

咱平时用的时候，只要稍微注意一下，别让它太累了，它就能一直好好地为我们服务。

总之呢，鼠笼式异步发电机真的是我们生活中不可或缺的一部分。

它虽然看起来不起眼，但却发挥着巨大的作用。

我们可得好好珍惜它，让它为我们创造更多的价值呀！这不就是科技的魅力所在嘛！怎么样，现在你对鼠笼式异步发电机的工作原理是不是有更清楚的了解啦？。

鼠笼异步风力发电机定子槽楔电磁力研究

鼠笼异步风力发电机定子槽楔电磁力研究近年来，随着社会的发展和人们生活水平的提高，能源问题变得越来越突出，传统的化石燃料由于环境污染和资源枯竭等原因，已经不能满足人们的需要，发展可再生能源成为全球性的大趋势。

特别是风力发电，它绿色可持续，具有很好的发展前景。

``鼠笼异步风力发电机``是一种目前应用非常普遍的风力发电机，它具有结构简单、重量轻、安装方便、成本低等优点。

但是，由于其定子绕组形状和定子槽型设计的特殊性，定子线圈的电磁力特性特别复杂，该机的稳定性不高，对发电系统的性能影响十分明显。

因此，研究鼠笼异步风力发电机定子槽楔电磁力研究具有重要的意义。

为了研究鼠笼异步风力发电机的定子槽楔电磁力特性，我们首先建立了该机定子槽楔磁场数学模型，对定子槽楔多个空转、启动和滑动状态下的电流分布和磁场分布进行了详细分析，且基于磁场和电流梯度选取了一种定子槽楔形状，使得电流分布均匀、磁阻力稳定，从而降低噪音。

同时，基于电磁场理论，仿真分析了机械晃动对电磁场空间分布及线圈电阻的影响，发现晃动可以使机械损耗和绕组抗拉力受到影响。

为了验证模型分析的准确性，我们开展了实验研究，通过实验结果，发现模型分析结果与实验结果相符，说明了模型分析的准确性。

进一步对实验结果进行了讨论，发现定子槽楔磁阻和空转电流的变化具有时变性，而定子槽楔形状的改变可以起到调节定子槽楔磁阻和空转电流的作用，以增加机组的整体可靠性。

通过上述研究，不仅深入了解了鼠笼异步风力发电机定子槽楔电磁力特性，还对改善机组性能提出了重要的建议，为提高鼠笼异步风力发电机的可靠性和性能提供了重要的借鉴。

总之，研究鼠笼异步风力发电机定子槽楔电磁力具有重要的意义，并为提高发电机的性能和可靠性提供了重要的借鉴。

此外，未来应进一步深入研究发电系统对各种工况和工作状态的响应，进一步加强对定子槽楔形状和电磁特性的设计，以满足不断变化的发电要求。

鼠笼异步风力发电机工作原理

鼠笼异步风力发电机工作原理嘿，朋友！你有没有想过那在广阔田野或者海边高高矗立的风力发电机是怎么把风能转化成电能的呢？今天呀，我就来给你讲讲鼠笼异步风力发电机这个神奇的家伙的工作原理。

咱先来说说这风力发电机的整体结构。

你看啊，就像一个巨人站在那里，它有大大的叶片。

这叶片可不得了，就像风车的翅膀一样。

当风呼呼地吹过来的时候，叶片就开始欢快地转动起来。

这转动可就像是一场舞蹈的开场，带动着后面的部件开始工作呢。

这时候，和叶片相连的是一个轴，这个轴就像一条传输带的起始端，它把叶片转动的能量传送给鼠笼异步发电机。

那鼠笼异步发电机里面是啥样的呢？想象一下，有一个大铁笼子，不过这个笼子可不像关小动物的笼子那么简单。

它是由许多根导条组成的，这些导条就像是笼子的一根根栏杆，它们是导电的哦。

这个笼子就嵌在一个铁芯里面，铁芯呢，就像是这个笼子的家，给它支撑和保护。

当轴带动发电机的转子转动的时候，就像是有人在搅动一盆水。

转子就相当于那个搅动的棒子。

这时候，在发电机的周围有磁场，这个磁场啊，就像是一个无形的大手，笼罩着整个发电机。

这磁场是怎么来的呢？通常是由定子产生的，定子就像是一个忠诚的卫士，固定在那里不动，却能产生这个强大的磁场。

那转子在磁场中转动的时候，就像一个调皮的孩子在一个充满魔法的空间里玩耍。

转子导条切割着定子产生的磁场线，这一切割可不得了，就像一把神奇的剪刀，剪开了磁场中的能量纽带。

根据电磁感应定律，这就会在导条中产生感应电动势。

感应电动势这个东西啊，有点像一个小信号，它告诉导条里的电子：“嘿，伙计们，该动起来啦！”于是呢，导条中的电子就开始移动起来，就像一群小蚂蚁接到了命令，开始朝着一个方向前进。

因为导条是相互连接成笼子形状的，所以这些电子的移动就形成了电流。

这电流就像一股水流，在这个“铁笼子”里流淌着。

我给你举个例子吧，就像在一个大操场里，有很多跑道，磁场线就像是跑道上的起跑线，导条就像一个个小运动员。

当运动员们（导条）穿过起跑线（磁场线）的时候，就被激发了能量，开始跑起来（产生电流）。

关于“中国风力发电机技术的发展”的调研报告

关于“中国风力发电机技术的发展”的调研报告报告人：学号：班级：时间：2023 .01 .01.目前, 能源是人类生存和发展所面临的严重危机。

随着能源可持续发展的需要、技术的进步、环境保护意识的增强以及相关政策的提出,在正常开发利用常规能源的同时, 应更加注重开发利用对生态环境有利的如风能、太阳能等新能源。

由于地球上风能资源极其充足, 是一种取之不竭、清洁无污染的可再生能源, 且风力发电建设周期短, 投资灵活, 具有建好的经济和社会效益等优点, 风能的开发利用广泛被世界各国政府的青睐。

我国风力发电已经得到了一定程度的应用, 可以说风力发电的出现在一定程度上缓解了我国发电工作对煤炭所产生的压力, 作为一种清洁可再生能源而言, 风力发电站建造成本低廉, 并且性价比高、不会对环境产生污染，但是其本身也存在不稳定性, 加之其运行环境恶劣, 这也给其应用效果造成了一定影响。

作为一种重要的新能源发电类型，风力发电的具有许多的优势：首先全球有着丰富的风能资源。

风的产生是由于大气受到不均匀的太阳辐射引起的冷热空气对流, 也可以说是太阳能的另外一种形式, 它是风力发电的原动力。

风能是自然界的产物, 不需要任何额外的加工, 是拿来就可以用资源。

其次风能是可再生能源。

风能是自然界的产物, 不需要消耗其他资源开发、不需要任何额外的加工、不污染环境、拿来就可以使用的可再生资源。

与火力发电相比, 有着显著优点, 包括其无污染性和可再生性等。

天然气、石油、煤炭等化石资源对环境的危害日益威胁着人类社会的安全和发展。

为了构建一个稳定的可持续发展的未来社会，尽快走出燃煤时代，各国都在追求不污染环境的清洁能源，风能就是其中之一。

不仅如此，风力发电技术目前已经趋于成熟。

风力发电机组已可以批量化生产, 尤其在德国、丹麦等风力发电技术发展和应用比较成熟的国家, 2MW和5MW这样的高容量的机组已投入运行,而我国也在风力发电上迎头追赶。

还有风力发电建造周期短, 总体成本低, 占地面积小, 单位面积发电量较火力发电大得多, 并且可以灵活建造于各种环境下, 不受地形限制。

鼠笼式异步风力发电机组短路特性仿真研究

鼠笼式异步风力发电机组短路特性仿真研究吕景顺，孙亚明，何世恩（国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃兰州，730050）[摘要] 由于风电机组不同于常规同步发电机，其发生故障时的暂态特性与同步电机有很大不同。

本文以酒泉风电基地为背景，分析了其机型之一的鼠笼式异步风力发电机组的特点；建立了该机组的并网模型，并进行了机组出口、风电场内集电线路、风电场并网线路故障的仿真，分别得出其短路特性，最后提出了进一步研究问题。

[关键词] 风电基地；鼠笼式异步风电机组；短路特性[中图分类号] TM315 [文献标识码] B [文章编号] 1000-3983(2014)07-0136-06The Simulation Research of Short-circuit Characteristics of SCIGsLV Jingshun，SUN Yaming，HE Shien(State Grid Gansu Electric Power Research Institute, Lanzhou 730050, China) Abstract：The wind generator is different from the conventional synchronous generator, and its fault transient characteristics are different from that of the conventional synchronous generator. In this paper, the Jiuquan Wind Power Base as the background, the characteristics the SCIGs (Squirrel Cage Induction Generators), which is the one of the wind power generator types in Jiuquan Wind Power Base, are analyzed; The model of SCIG integrated into grid is built, and simulations of short circuit faults occurred at the generator output, collective line and connection line are carried out and the short circuit characteristics of SCIG are presented, finally the subjects to further research are put forward.Key words：wind power base；SCIG；short circuit characteristics1 前言2013年全球新增风电装机4471万千瓦，相比2012年4056万千瓦的新增装机容量增加9.28%，截止2013年底，全球风电累计并网装机容量达到2.82亿千瓦[1]。

鼠笼异步风力发电机的控制技术研究开题报告

三、主要参考文献主要参考文献 [1] 陈伯时.电力拖动控制系统-运动控制系统.北京.机械工业出版社.2003 [2] 吴忠智.吴加林.变频器应用手册（第二版）.北京.机械工业出版社.2007 [3] 黄立培.电动机控验证了该模型的合理性和有效性制.北京。清华大学出版社.2003 [4] 张崇巍.李汉强.运动控制系统.武汉.武汉理工大学出版社.2002 [5] 陈国奎.PWM变频调速技术.北京.北京机械出版社.1998 [6] 王兆安.黄俊.电力电子技术（第4版）.北京.机械工业出版社.2001 [7] 马志远.电力拖动控制系统.北京.科学出版社.2004 [8] 王树.变频调速系统设计与应用.北京.机械工业出版社.2005.4 [9] 欧阳明三.DSP原理与技术.合肥.合肥工业大学出版社.2009.8 [10] 闫永勤. 变速恒频风力发电系统试验平台的研制[学位论文].北京.北京交通大学.2007 [11] 何丽平. 定桨距异步风力发电机运行特性分析与电压控制研究[学位论文].吉林. 东北电力大学.2007 [12] 唐勇勤. 基于DSP无速度传感器矢量控制系统的设计研究[学位论文].湖南.湖南大学.2004 [13]胡顺全. 双PWM变频器的研究和应用设计开发[学位论文].山东.山东大学.2005 [14]李文静. 异步电机无速度传感器矢量控制系的研究[学位论文].太原.太原理工大学.2006 [15]史林军.变速恒频风力发电系统的建模和特性研究[学位论文].南京.河海大学.2003 [16]倪林. 变速恒频风力发电系统控制方案分析.合肥.合肥工业大学.2007 [17]朱俊生.中国新能源和可再生能源发展状况.可再生能源，2O03 [18]蒋晓春, 陈洛忠. 高压IGBT集成驱动模块2SD315AI - 33 的应用研究.北京，北京交通大学.2O03 [19]A.Tapia, G.Tapia. Modeling and Control of Wind Turbine Driven doubly fed Induction Generator .IEEE Trans on Energy conversion,2003 [20]S.Muller, M.Decicke,R,W.De Doncker.Doubly fed Induction Genertor System for Wind Turbin.IEEE Industry Applications Magazine,2002 [21]Yu Y N. Electric Power Dynamics[M]. New York: Academic Press,

基于鼠笼式异步电机的风机模拟实验平台研究

选取旋转坐标系中的 d 轴沿着转子总磁链的方向，而 q 轴为逆时针 90°，可得异步电机模型如下：
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基于鼠笼式异步电机的风机模拟实验平台研究
ssss si觶i觶 ssdq==-σLσLmLsLRLmsrrL2 r
Ψr-
RsLr2+RrLm2 σLsLr2
isd+ω1isq+
usd σLs
ωΨr-
界面满足了用户交互的需求，系统能再现风机在各种不同运行环境下的机械特性，并可与双馈发电机配合进行最大
风能追踪实验，满足测试和验证风力发电机控制算法的要求。
关键词：风力发电；变频器；鼠笼式异步电机；风机模拟
中图分类号：TM315
文献标识码：A
文章编号：1000-100X（2010）06-0023-03
图 3 风机模拟系统构造示意图主要的计算和控制算法都在上位机进行，它负责提供人机交互界面，并且完成特性曲线的计算以及对异步电机的控制。可通过上机位选择风机模拟策略、给定风速数据、设定风机参数、设定或更改通信参数，实现对异步电机的单独转速、转矩控制或进行风机特性运行并且实时显示当前电机的各种运行状态。变频器接受来自上位机的控制命令和转矩、转速的给定值，通过转子磁场定向的矢量控制，实时地对异步电机进行控制，以完成对风力机的模拟。
采用 LabWindows/CVI 开发了上位机软件，上位机界面主要由控制部分和显示部分组成。控制部分包括总开关、模拟开关、策略选择开关以及转速转矩给定和风速给定等；显示部分主要显示当前电机转速、电机转矩和风机特性曲线及当前状态。界面的左侧预留了模拟示波器窗口，可以显示电机的电压、电流等状态值，为以后加入电机状态监测做好准备。

异步发电机在风力发电中的应用

异步发电机在风力发电中的应用•相关推荐异步发电机在风力发电中的应用摘要：风力发电是当今新能源应用的重要方向。

包含异步电机和电力电子变换器的风力发电系统具有良好的应用前景。

本文介绍了我国风力产业的现状与发展展望，分析了笼型异步电机和绕线型异步电机在大型风电基地、海上发电和离网式应用中的优势。

本文网络版地址：http：//www. /article/164381.htm关键词：风力发电；异步电机；笼型；绕线型；离网式DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.9.002为了缓解能源危机、环境污染和发展低碳经济，人们越来越重视新能源与可再生能源的应用。

其中，风力发电是新能源技术中最成熟、最具规模开发条件和商业化发展最强劲的发电方式之一[1-2]。

据中国风能协会发布的《2012年中国风电装机容量统计》显示，我国累计安装风电机组53764台，装机容量75324.2MW。

其中，风力资源主要集中在“三北”地区（东北、华北、西北）、沿海及海上风能丰富区以及内陆局部风能分布区[1-3]。

而风力发电本身也显示出由小规模向大规模、小容量向大容量、恒速恒频向变速恒频、单一陆地向海陆兼顾的发展趋势。

实际风能利用中，电励磁同步机在并网时，会因风速的不稳定性造成功率的冲击，不利于发电机和整个系统的安全稳定运行，因此不能用于齿轮驱动的直接并网风力发电系统；永磁式同步电机效率较高，只能通过整流逆变的变速恒频的方式并网发电，还有永磁材料容量和强度的限制[4-5]。

根据转子结构不同，一般可将异步电机分为绕线式和鼠笼式两种。

笼型异步电机方便变极，是最早应用的可直接并网的风力发电机；绕线式异步电机即双馈电机，在背靠背变流器的控制下，可大范围变速并网运行。

因此，异步电机在国内外风力发电领域中具有明显的应用优势。

本文将结合风力发电的发展背景，对异步电机在风电场合的应用优势进行说明，并指明高性能的异步电机风力发电系统离不开电力电子技术的支撑。