变速恒频电源闭环控制系统的设计与仿真

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变速恒频发电机矢量控制系统仿真分析

出即电网频率的限制，时发电机输出电压的频率、同幅值、相位也不受转子速度和瞬时位置的影响，变传统的刚性约束为柔性联系。
和调速性能的一种交流电机。由于电力电子技术的发展，出现了双馈调速的运行控制方式，通过外接频率、幅值、相位和相序均可调的交流逆变电源，使速度调节范围更宽，电机特性的控制手段也更丰富。在此基础上，发展出了双馈式异步电机变速恒频发电运行方式，其基本原理是在转子绕组内通入或馈出转差频率的、幅值和相位可调的交流电流，保证定子电压的频率、幅值和相位和电网严格一致。
中图分类号：Ｔ６Ｔ４Ｍ７；Ｍ７
文献标识码：Ａ
文章编号：１０ —８７２０）４０２ — ０３４９（０８０ —０７０４
０引言
传统绕线式异步电机是通值，进而改善电机起动
ＡｂｔａｔＢａｅｎｔｅｍａｅｔａｄｌｏｅｗｏｎ — ｔｒａｙｃｒｎｕｃｉｅｙｔｍｆｗｏｎ —ｏｏｓｎｈｏｏｓｓｒｃ：ｓｄｏｈｔｍａｉｌｍｏｅｆｔｕｄｒｏｓｎｈｏｏｓｍａｈｎ，ａｓｓｅｏｕｄｒｔｒａｙｃｎｕｈｃｈｏｒｍａｈｎａｅｎｆｕｄｄｂａｌｂＳｍｕｉｋＶｅｔｒｃｎｒｌｅｈｏｏｙｉｄｐｅｏｅｏｐｉｇＯｔａｅｓｅｄｏｒｎｃｉｅｈｓｂｅｏｎｅｙＭｔ／ｉｌ．ｃｏｏｔｃｎｌｇｓａｏｔｄｆｒｄｃｕｌ，ＳｈｔｔｐｅｆｐｍｉｇａｎｏｔｎｈｉｍｏｅｏｌｈｋｆｅｆｅｕｎｙｌｔｏｏｒｇｄＳｖｒｃｕｄｓａｅｏｆｔｒｑｅｃｉｆｐｗｅｒ．ＶＰＭｓａｏｔｄｆｒｆｅｉｇｔｅｗｏｎ — ｔｒＴｅｒａｏａｉｔｎｈｉｍｉＷｉｄｐｅｅｄｎｈｕｄｒｏ￣ｈｅｓｎｂｌｙａｄｏｏｉｖｉｉｒｓｉｅｙｔｅｓｍｕａｉｎｒｓｌ．ｌａｄｔａｅｔｔｉｄｂｉｌｔｅｕｔｙｅｆｈｏｓ

变速恒频风电系统双PWM解耦控制仿真研究

ＬｉＨＯＨｉ－Ｉｕ－ｅ，ＨＮＸｅＩＢｎ，ＺＡｕ，ＬＵＪｎｊＡｕ．ｉ
（．ｉｊｅａｏａｏｙｏｏｔｌＴｅｒｎｐｌａｉｓｉＣｍｌａｄＳｓｍ，Ｔａｊ０３４ｈｎ）１ＴａｉＫｙＬｂｒｔｒｆｒＣｎｒｈｏａｄＡｐｉｏｎｏｐｉｔｙｔｎｎｏｙｃｎｔｃｅｅｉｎｉ３０８，Ｃｉａｎ
（．理工大学，１天津天津市复杂控制理论与应用重点实验室，天津
２天津农学院，天津．３０８０３０；３河北沧州供电公司，河北沧州．
３０８；０３４
０１０）６００
摘要：论了随机性风速下，线性变速恒频双馈风力发电系统最大风能捕获控制问题。分析了满足双馈电机讨非能量双向流动的双脉宽调制（ＷＭ）Ｐ变换器及其数学模型，此处采用双ＰＷＭ变频器解耦控制策略，子侧变频转
发电系统完整的仿真模型。利用该模型对风电系统的最大风能追踪控制进行了详细的仿真研究，证了理论验
及仿真分析的正确性。关键词：双馈风力发电机：变频器：解耦控制中图分类号：Ｍ３５Ｔ１文献标识码：Ａ文章编号：００１０２１）００１— ３１０ — ０Ｘ（０１１— １７０
ＴｈｉｕａｉｎＲｅｅｒｈｏｒａｌｐｅｉｄＴｕｂｎｅＳｍｌｔｓａｃｆＶａｉｂｅＳｅｄＷｎｒｉｅｏＤｏｂｅＰＶ Ⅵ ＩｖｒｅｃｕｌｇＣｏｔｏｕｌ－ｎｅｔｒＤｅｏｐｉｎｒｌｎ

变速恒频风力发电机组建模、仿真及其协调优化控制的开题报告

变速恒频风力发电机组建模、仿真及其协调优化控制的开题报告一、课题背景随着世界发展的需求以及环保意识的不断增强，清洁能源的应用越来越为人们所关注。

其中，风能在不污染环境的前提下，能够提供可靠稳定且可预测的电能，成为清洁能源的重要组成部分。

在风力发电中，变速恒频技术是当前应用比较广泛的一种技术。

它通过对风力发电机的轴速进行调整来控制输出功率，从而适应不同的风速条件。

然而，变速恒频风力发电系统本身也存在着一些问题。

例如，转子振动、电网电压波动、电力系统的稳定性等方面都需要进行优化控制。

因此，针对变速恒频风力发电系统的建模仿真以及协调优化控制具有较高的研究价值。

二、研究内容本课题的主要研究内容包括：1. 变速恒频风力发电机组的建模：通过分析变速恒频风力发电机组的结构和工作原理，建立相应的数学模型，包括机械模型、电气模型和控制模型。

2. 变速恒频风力发电机组的仿真：利用Matlab/Simulink等仿真软件，对所建立的数学模型进行仿真，验证模型的正确性和可行性。

3. 协调优化控制策略：设计协调优化控制策略来克服电力系统中存在的问题，包括电网电压波动、电力系统的稳定性等方面。

4. 优化控制方案的实现：将协调优化控制方法应用到实际变速恒频风力发电系统中，验证其有效性和鲁棒性。

三、研究意义通过对变速恒频风力发电机组进行建模、仿真和协调优化控制，可以实现对风力发电系统的优化控制，提高风力发电系统的性能和效率，减少对电网的影响，并推动清洁能源的发展。

同时，本课题的研究结果可以为其他相关领域的研究提供参考，如微电网和智能电网等。

四、研究方法本课题的研究方法主要包括：1. 理论分析方法：通过对变速恒频风力发电机组的机械、电气和控制等方面进行详细的理论分析，建立相应的数学模型。

2. 数值仿真方法：利用Matlab/Simulink等仿真软件对所建立的数学模型进行仿真，验证模型的正确性和可行性。

3. 实验方法：将协调优化控制方法应用到实际变速恒频风力发电系统中，通过实验对优化控制方案进行验证。

变速恒频双馈电机风力发电系统的研究与仿真分析

图３－４网侧ＰＷＭ整流器系统的控制策略框图………………………．．３２
图３－５‘ｑ电流内环简化结构……………………………………．３３
图３－６电压外环控制的简化结构…………………………………３３
图３－７坐标变换系统…………………………………………．３５
图３－８定子磁链定向下的变速恒频风力发电矢量控制系统框图…………．３７
图２—６双馈电机的两种工作状态…………………………………１６
图２—７双馈电机并网等效电路…………………………………．．１７
图２－８双馈电机时空矢量图……………………………………．１７
图２—９利用叠加原理的等值电路分解……………………………．．１８
亚同步速发电状态
超同步发电状态…………．．２２
图２－１０双馈电机处于发电状态的两种工况…………………………２２
ａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｅｎｅｒｇｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｏｍｅｅｔａｎｄ
ｇｒｉｄ·ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｗｉｎｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｍｕｓｔｂｅｒｕｎｎｉｎｇｗｉｔｈＶＳＣＦ．ＡｎｄｔｈｅＶＳＣＦｏｆＤＦＩＧａｒｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｂｙｃｏｎｔｒｏｌｉｎｇｔｈｅｔｈｅｒｏｔｏｒｓｉｄｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｔｈｅｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｍｐａｒｅｓｔｈｅｓｕｉｔａｂｌｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｏｆｄｏｕｂｌｙ－ｆｅｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ，ＳｅｌｅｃｔｔｈｅｄｕａｌＰＷＭｃｏｎｖｅｒｔｅｒａｓａｄｏｕｂｌｙ—ｆｅｄｍｏｔｏｒＥｘｃｉｔａｔｉｏｎｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．，ｔｈｅｐａｐｅｒｓｅｔｓｕｐａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｇｒｉｄ－ｓｉｄｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．ｂａｓｅｏｎｔｈｅｇｒｉｄｖｏｌｔａｇｅｖｅｃｔｏｒｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ，ｄｅｄｕｃｅｔｈｅｇｒｉｄｓｉｄｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｏｕｂｌｙ－ｆｅｄｍａｃｈｉｎｅ，ｂａｓｅｏｎｔｈｅｄｑａｘｉｓｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌ，ｏｆｔｈｅＤＦＩＧ，ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｄｕａｌｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｒｏｔｏｒｓｉｄｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒｏｎｔｈｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｓｔａｔｏｒｆｌｕｘ，ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆＤＦＩＧ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｎｏ－ｌｏａｄａｎｄｌｏａｄ．ａｎｄｄｒａｗｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｄｉａｇｒａｍ．ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｏｆＤＦＩＧ，ｔｈｅｒｏｔｏｒｓｐｅｅｄａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉＳｅｓｓｅｎｔｉａｌ，ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．ｆｏｒｓｐｅｅｄｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓｈａｓａｖｅｒｙｇｏｏｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＶＶＶＦ，

大型变速恒频风电系统的建模与仿真_孙国霞

０．０８０．０６０．０４０．０２０－０．０２－０．０４０５１０１５２０００．５１．５１．０β／ｒａｄλＣｑ图１风力机转矩系数曲线Ｆｉｇ．１Ｔｏｒｑｕｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅ大型变速恒频风电系统的建模与仿真孙国霞，李啸骢，蔡义明（广西大学电气工程学院，广西南宁５３０００４）摘要：针对兆瓦级变速恒频风力发电系统，基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建立了包括风机、传动齿轮、双馈发电机在内的大型风电系统的整体动态数学模型。

传统的最大风能捕获算法往往基于最优功率曲线和部分风机参数已知，当上述参数未知或出现扰动时，风电系统的效率会严重降低。

针对此不足，基于所建模型设计了变步长最大风能捕获控制器，该控制器采用矢量控制算法，实现了发电机输出有功和无功功率的解耦控制；针对有功功率控制，控制器根据发电机输出转速扰动时，相应输出有功功率的变化变步长地调整系统输入，直到系统运行到最大风能点。

仿真结果验证了风电系统模型的正确性以及控制器的有效性。

关键词：风力发电系统；双馈发电机；矢量控制；最大风能追踪中图分类号：ＴＭ３１５文献标识码：Ａ文章编号：１００６－６０４７（２００７）１０－００６９－０４收稿日期：２００６－０９－１１；修回日期：２００７－０３－０５电力自动化设备ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔＶｏｌ．２７Ｎｏ．１０Ｏｃｔ．２００７第２７卷第１０期２００７年１０月０引言在众多的计算机仿真软件中，Ｓｉｍｕｌｉｎｋ为动态系统的设计与控制策略的开发提供了直观、方便、交互式的图形化集成仿真环境，获得了广大工程研究人员的青睐。

现基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建立了以双馈电机为发电机的大型变速恒频风电系统［１－３］的整体动态数学模型，该模型包括风机、传动齿轮、发电机、控制器４个部分。

其中，为提高低风速下的风电系统的运行效率，设计了运用变步长搜索算法的最大风能追踪控制器，该控制器收敛速度快，并且不需要风机系统的任何参数，具有很好的鲁棒性能。

基于PSCAD_EMTDC变速恒频风电机组控制系统仿真

基于PSCAD E M T DC变速恒频风电机组控制系统仿真①张开明(盐城师范学院物理系,盐城224002)摘要:控制系统使变速风电机组具有了诸多优越性能,同时也在很大程度上决定了变速风电机组的运行特性,准确模拟控制系统的工作特性是建立变速风电机组动态模型的关键。

为此,以电磁暂态仿真软件PSCAD E M TDC为平台,应用电机矢量控制原理与P I调节器串联校正等方法建立了基于双馈电机的变速风电机组控制系统,并依据变速风电机组控制目标的要求校验了控制系统性能,验证了控制系统的有效性。

关键词:变速风电机组;双馈电机;控制系统;动态模型中图分类号:TM315;TM301.2 文献标志码:A 文章编号:100328930(2008)0320070207Si m ula tion of the Var i able-speed Con stan t-frequency W i nd Turb i ne Con trol System Ba sed on PSCAD E M T DCZHAN G Kai2m ing(D ep artm en t of Physics,Yancheng T eachers U n iversity,Yancheng224002,Ch ina)Abstract:T he con tro l system no t on ly p rovides the variab le speed w ind tu rb ine(V S W T)som e avdan tages bu t also decides its operating characteristics.Si m u lating the con tro l system’s perfo rm ance accu rately is the key of the dynam ic modeling fo r V S W T.Based on the model lib rary of PSCAD E M TDC,the con tro l system of V S W T is estab lished u sing the m ethod of vecto r con tro l p rinci p le and serial co rrecti on of P I regu lato r,and the perfo rm ance of w h ich is verified acco rding to the con tro l requ irem en ts of V S W T.T he resu lts p rove the validity of the p ropo sed con tro l system.Key words:variab le speed w ind tu rb ine(V S W T);doub ly fed generato r;con tro l system;dynam ic model 随着研究、制造与应用水平的不断提高,风力发电机组的主流机型从以往采用鼠笼式感应电机的固定转速风电机组发展到当今基于双馈异步电机(doub ly fed inducti on generato r,D F IG)的变速风电机组。

变速恒频发电机矢量控制系统的建模和仿真

-
L
2 m
;
b5
= Λp/
J ; a1
= ω1 L s L r
-
ω2
L
2 m
;
a2
=
L r L m (ω1
-
ω2 ) ; a3
=
L s L m ( ω1
-
ω2 ) ; a4
=
ω1
L
2 m
-
ω2 L s L r ; a5 =
1. 5 pL m b5 . 1. 2 矢量控制模型
变速恒频发电机矢量控制系统框图如图 1 所
朴光浩辜承林黄东阳
(华中科技大学电气与电子工程学院 , 湖北武汉 430074)
摘要 : 以绕线式异步电机为研究对象 ,采用定子电压矢量控制约束 ,建立了转子交流励磁变速恒频发电机的矢量控制模型 ,并基于 MA TL AB/ Simulink 平台构建了系统的仿真模型. 仿真结果和分析表明 ,转子交流励磁电流实行矢量控制的变速恒频发电机能实现机电之间的充分解耦 ,发电机定子电压 (或电流) 的频率和相位与转子的实际转速无关 ,实现理论上机电之间的柔性连接 ,对高品质柔性电力系统的研究和机电系统的建模仿真亦具有参考价值. 关键词 : 变速恒频 ; 矢量控制 ; 仿真中图分类号 : TM343 文献标识码 : A 文章编号 : 167124512 (2007) 0620060204
0 - Lm 0 Ls 0
0
0
0 0 b5
rs L r
- a1
rr L m
a2 0
a1
A =-
1 Λ
rs L m
a3
rs L r - a3 rs L m
- a2 rr L s - a4

大型变速恒频风力发电机组建模与仿真

大型变速恒频风力发电机组建模与仿真一、本文概述随着全球能源需求的日益增长，以及环保和可持续发展理念的深入人心，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。

大型变速恒频风力发电机组作为风力发电的核心设备，其性能直接影响到风电场的运行效率和经济效益。

因此，对大型变速恒频风力发电机组进行建模与仿真研究，具有重要的理论价值和实践意义。

本文旨在探讨大型变速恒频风力发电机组的建模与仿真技术。

文章将介绍风力发电的基本原理和大型变速恒频风力发电机组的基本结构。

接着，重点论述数学建模的理论框架和关键模型，如空气动力学模型、机械动力学模型、电力电子转换模型等。

在此基础上，将讨论仿真方法和技术，包括系统仿真、控制算法仿真以及性能评估等方面。

通过具体案例分析，展示建模与仿真技术在大型变速恒频风力发电机组设计、优化和运行控制中的应用。

本文的研究不仅有助于深入理解大型变速恒频风力发电机组的运行机制和性能特性，也为风电场的规划、设计、运行和维护提供了有力支持。

研究成果还可为风力发电技术的发展和创新提供有益参考。

二、风力发电机组的基本原理与结构风力发电机组是利用风能转换成电能的设备，其基本原理和结构是风力发电技术的核心。

风力发电机组主要由风轮（也称为风力机或风叶）、齿轮增速箱、发电机、偏航系统、塔架、控制系统等部分组成。

风轮是风力发电机组的核心部件，它由一组或多组风叶组成，通常呈水平轴或垂直轴布置。

当风吹过风叶时，风叶受到风力的作用开始旋转，将风能转化为风轮的机械能。

风轮旋转的速度与风速成正比，但由于风速的不稳定性，需要通过齿轮增速箱将风轮的旋转速度提高到发电机可以接受的范围内。

发电机是将机械能转换为电能的设备，风力发电机组中常用的发电机主要有同步发电机和异步发电机两种。

发电机的工作原理是通过电磁感应产生电能，当风轮通过齿轮增速箱驱动发电机转子旋转时，发电机的定子中就会产生感应电动势，从而将机械能转换为电能。

毕业设计(论文)-磁链闭环控制变频调速系统仿真模型设计模板

目录中文摘要 (1)ABSTRACT (1)一、绪论 (1)1、引言 (1)2、交流调速技术概况 (3)3、完成的主要工作 (3)二、矢量控制系统的介绍 (4)1、异步电动机的数学模型概述 (4)2、矢量控制思想及原理 (6)(1)矢量控制技术思想 (6)(2)矢量控制的原理 (6)3、坐标变换 (8)(1)变换矩阵的确定原则 (8)(2)功率不变原则 (9)4、3S/2R 变换 (9)(1)三相/两相变换 (9)(2)两相/两相旋转变换 (10)三、仿真模型的建立 (11)1、MATLAB/SIMULINK简介 (11)2、带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统的构框图 (13)3、各个子模块模型 (13)(1)转速调节器模型 (13)(2)转矩调节器模型 (14)(3)磁链调节器模型 (14)(4)转矩观测器模型 (15)(5)磁链观测器模型 (15)(6)带滞环脉冲发生器模型（CHBPWM） (16)(7)dq_to_abc(2r/3s)和abc_to_dq(3s/2r)模型 (16)3、带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真模型 (17)四、 SIMULINK 仿真 (18)1、参数设置 (18)(1)电动机参数 (18)(2)各调节器参数 (18)(3)各给定参数 (19)2、仿真结果 (20)(1)定子磁链轨迹 (20)(2)转矩调节器输出 (20)(3)输出转矩 (20)(4)转速响应 (21)(5)转速调节器输出 (21)(6)经2r/3s变换的三相电流给定波形 (22)(7)Uab (22)3、分析 (23)五、结论 (23)致谢 (24)参考文献 (24)磁链闭环控制变频调速系统仿真模型设计重庆工商大学自动化专业 2008级自动化1班马永祥指导教师：中文摘要：该文对带转矩内环转速、磁链闭环矢量控制系统进行研究及仿真。

利用MATLAB/SIMULINK工具，构建了异步电动机矢量控制系统的仿真模型以及对各个主要模块的仿真模型，利用3/2变换计算出相电流。

飞机交流励磁变速恒频发电系统的建模与仿真

第３Ｏ卷第７期
文章编号：１００６－９３４８（２０１３）０７－００４９ — ０６
计
算
机
仿
真
２０１３年７月
飞机交流励磁变速恒频发电系统的建模与仿真
薛梦娇，李玉忍，梁波
（西北工业大学自动化学院，陕西西安７１０１２９）
ｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｅｓｔｂｌａｉｓｈｅｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅａｉｒｃｒｆｔａｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｒｏｔａｔｉｎｇ－ｃｏｎｖｅｔｅｒｒ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａ－ｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｌＣｎａｒｅｆｌｅｃｔｃｏｒｒｅｎｔｓｔａｔｉｃａｎｄｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆＶＳＣＦｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．
ｔａｔｅｄＶａｒｉａｂｌｅ－ＳｐｅｅｄＣｏｎｓｔａｎｔ－Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＶＳＣＦ）ａｉｒｃｒａｆｔｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｙｓｔｅｍＣｎａｎｏｔｏｎｌｙｒｅｍｏｖｅｔｈｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ

基于PSCAD的变速恒频双馈风电系统建模与仿真

Pan T ing long, J i Zhi cheng
( Inst itute of E lectrical A utom ation, Jiangnan U n ivers ity, W uxi 214122, Ch ina)
Abstrac t: T o estab lish an effic ient sim ulation and ana lysis p lant o f study ing som e h igh performance control strateg ies for va riab le speed constant frequency doubly fed w ind pow er generation system, a dynam ic simu lation model o f var iable speed constan t frequency double fed w ind pow er g eneration system w as established by PSCAD simu lation so ftw are T he des igned system mode l based on PSCAD over com es the weak po ints o f dynam ic perform ances of the m odel based on M a tlab The va riab le speed constan t frequency doub ly fed w ind pow er generation sy stem based on PSCA D consists of w ind turbine, doubly fed generator, pow er conver, contro lmodule Based on the designed mode,l system operating perfo rmances are stud ied under no rm al voltage, unsymm etrical and symm etrical voltage fau lt The simu la tion resu lts show the co rrectness of the estab lished system m ode l K ey word s: PSCAD; v ariab le speed constant frequency; doubly fed w ind pow er generation sy stem; dynam ic simu la tion m ode l

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基于PSCAD／EMTDC变速恒频风电机组控制系统仿真

张开明
（盐城师范学院物理系，城２４０）盐２０２
摘要：制系统使变速风电机组具有了诸多优越性能，时也在很大程度上决定了变速风电机组的运行特控同性，确模拟控制系统的工作特性是建立变速风电机组动态模型的关键。此，电磁暂态仿真软件Ｐｃ准为以ｓＡＤ／ＥＴＣ为平台，用电机矢量控制原理与Ｐ调节器串联校正等方法建立了基于双馈电机的变速风电机组ＭＤ应Ｉ控制系统，依据变速风电机组控制目标的要求校验了控制系统性能，证了控制系统的有效性。并验关键词：速风电机组；馈电机；制系统；动态模型变双控
随着研究、制造与应用水平的不断提高，力风
发电机组的主流机型从以往采用鼠笼式感应电机的固定转速风电机组发展到当今基于双馈异步电机（ｏｂｙｆｄｉｄｃｉｎｇｎｒｔｒＤＩｄｕｌｅｕｔｅｅａｏ，ＦＧ）的变速ｎｏ风电机组。对于固定转速风电机组，ＦＧ变速相ＤＩ风电机组带有比较复杂的控制系统，以调节发电可
极影响，成为风电机组设计和制造当中必须进行的
一
项研究工作。另外，为一种并网运行的电源，作在

变速恒频双馈风力发电机的运行控制特性的仿真与实验研究的开题报告

变速恒频双馈风力发电机的运行控制特性的仿真与实验研究的开题报告一、研究背景及意义随着清洁能源的发展以及环保意识的提高，风力发电已经成为常见的一种发电方式。

而风力发电机则是风力发电中最重要的设备之一。

现有的风力发电机主要有齿轮传动式和直驱式两种，其中直驱式风力发电机因其转速较低，功率因数高等特点受到了广泛的关注和应用。

其中，变速恒频双馈风力发电机则是直驱式风力发电机的一种。

变速恒频双馈风力发电机是近年来风力发电机领域的一个热门研究方向。

这种风力发电机具有控制方便、效率高、转速范围大等优势，同时还能够有效地解决风能资源波动及电气网络质量等问题。

因此，对于该风力发电机的运行控制特性进行研究具有重要的理论和实际应用价值。

二、研究内容本研究主要对变速恒频双馈风力发电机的运行控制特性进行研究，包括以下内容：1. 建立变速恒频双馈风力发电机的模型，并进行仿真测试。

2. 分析变速恒频双馈风力发电机的控制特性，设计控制系统模型。

3. 对模型进行实验验证，验证模型控制效果并对实验结果进行分析。

三、研究方法本研究采用建立数学模型与控制系统模型相结合的方法，通过仿真测试和实验验证来分析变速恒频双馈风力发电机的运行控制特性。

具体来说，本研究将采用如下方法进行研究：1. 建立变速恒频双馈风力发电机的数学模型，包括机电特性、电气特性和控制特性等方面的建模。

2. 对模型进行仿真测试，通过Matlab等仿真软件，对模型进行测试和分析。

3. 根据仿真结果设计变速恒频双馈风力发电机的控制系统，包括矢量控制、MPPT控制、齿轮箱预测控制等方面的设计。

4. 运用Labview等实验平台对设计的控制系统进行实验验证并对实验结果进行分析。

四、预期目标及意义本研究旨在通过对变速恒频双馈风力发电机的运行控制特性进行深入研究，达到以下目标：1. 建立变速恒频双馈风力发电机的数学模型，揭示其机电特性、电气特性和控制特性等方面的规律。

2. 给出变速恒频双馈风力发电机的控制方案，包括矢量控制、MPPT控制、齿轮箱预测控制等方面的设计。

双闭环调速系统设计及恒负载扰动转速环_突然断线matlab仿真

摘要转速、电流双闭环调速系统是性能很好，应用最广的调速系统，采用转速、电流双闭环调速系统可获得优良的静、动态调速特性。

转速、电流双闭环调速系统的控制规律性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础，所以掌握双闭环调速系统对于电力拖动控制系统的学习有很重要的作用。

从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环，这样形成了转速、电流反馈控制直流调速系统。

而合理地选择电流调节器和转速调节器的结构和参数则是为了使系统更好的满足生产工艺所要求的性能指标。

本次课设的目的就是利用matlab进行双闭环调速系统的仿真计算。

关键词：双闭环调速电流调节器转速调节器仿真双闭环调速系统设计及恒负载扰动转速环matlab仿真1 设计任务与分析要求：不可逆的生产设备，采用双闭环调速系统，其整流装置采用三相半波整流电路，基本数据：直流电动机：U nom=220V，I nom=308A，n nom=1000r/min，C e=0.196V·min/r；允许过载倍数λ=1.5,；时间常数：T L=0.012s T m=0.12s；晶闸管放大倍数：K s=35,主回路总电阻：R=0.18Ω；额定转速时的给定电压U n*=10V，调节器ASR，ACR饱和输出电压U im*=8V, U cm=6.5V 设计要求稳态指标：稳态无静差，D=10σi5%，空载启动到额定转速时的转速超调量动态指标：电流超调量≤σn15%。

≤转速、电流双闭环调速系统是性能很好，应用最广的调速系统，采用转速、电流双闭环调速系统可获得优良的静、动态调速特性。

转速、电流双闭环调速系统的控制规律、性能特点和设计方法是各种交、电力拖动自动控制系统的重要基础，所以掌握双闭环调速系统对于电力拖动控制系统的学习有很重要的作用]2[。

本课程设计就要求结合给定的初始条件来完成直流双闭环调速系统的设计，其中包括绘制该调速系统的原理图，对调节器进行工程设计，选择调节器的参数等。

电流源型转差频率控制的闭环调速控制系统设计

第1章课程设计方案的选择1.1概述现代工业控制一般采用平滑调速，不能满足控制要求。

为了提高系统的静动态性能,首先采用转差反馈的闭环控制，要提高控制系统的先进性，就得使用转差频率闭环控制系统。

变频器的作用主要是：节能和调速，并能实现自动控制程高精度控制。

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置变频器实际上就是一个逆变器。

它首先是将交流电变为直流电，然后用电子元件对直流电进行开关，变为交流电。

一般功率较大的变频器用可控硅，并设一个可调频率的装置，使频率在一定范围内可调。

用来控制电机的转数，使转数在一定的范围内可调。

变频器广泛用于交流电机的调速中，变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。

变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。

因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水空调等领域 1.2转差频率控制的基本概念直流电动机的转矩与电枢电流成正比，控制电流就能控制转矩。

因此，转速调节器的输出信号当作电流给定信号，也就是转矩给定信号。

在交流异步电动机中，影响转矩的因素较多，控制异步电动机转矩的问题也比较复杂。

在恒控制时的电磁转矩公式SR I n T rrpe ''=213ω (1-1) 将m Ns s m Ns s m Ns s g k N k N k N f E φωφπωφ11121244.444.4===代入上式得22122122223lr rr mNs s p e L s R R s k N n T '+''=ωωφ (1-2) 令1ωωs s =，并定义为转差角频率，2232Ns s p m k N n K =是点击的结构常数，则： ()222lr s r r s mm e L R R K T '+''=ωωφ (1-3) 当电机稳态运行时，S 值很小，因而s ω也很小，只有1ω的百分之几，可以认为r lrs R L '<<'ω，则转矩可近似表示为 rsmm e R K T '≈ωφ2(1-4)在S 值很小的稳态运行范围内，如果能够保持气隙磁通m φ不变，异步电动机的转矩就近似与转差角频率s ω成正比。

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ＴｅｅｏＰｏｒＴｅｈｏｏｉｓｌｃｍｗｅｃｎｌｇｅＭａ．２ｒ５，２００７，Ｖｏ２ｏ２１４Ｎ．
．
文章编号：０９３６（０７０ —０５０１０ —６４２０）２０１—４
率和幅值恒定，精度高，畸变小。
关键词：变速恒频；变器；Ｉ逆ＰＤ加重复控制器
中图分类号：Ｎ８Ｔ６
文献标识码：Ａ
ＴｈｓｇｎｉｕａｉｎａｏｔｔｅＣｌｓｄＬｏｐＣｏｔｏｅＤｅｉｎａｄＳｍｌｔｏｂｕｈｏｅ — ｏｎｒｌＴｅｈｏｏｙｏＣＦＰｏｒＳｓｅｃｎｌｇｆＶＳｗｅｙｔｍ
现、断更新以及变流技术的日趋成熟应运而生，不伴
随着现代电力电子技术、电子技术的进步和新的微控制方式的提出而不断发展的。现如今，速恒频变技术广泛地应用于原动机转速波动的场合，风力、像水力发电，载、载、载电源以及小功率移动电机舰车源等场合。对大功率发电场合，了避免变频器的为容量过大，馈发电机系统是现在的研究热点。在双中小功率领域，速恒频发电系统多采用原动机直变接带动交流发电机，通过交直交变换器来获得恒再频恒压的电源输出。只是所采用的发电机和变换器控制方法各有不同。本文提出了一种小功率变速恒频电源的设计方法，流发电机采用永磁同步电机，交交直交变换器利用数字闭环控制。这种设计可以简化控制系统的设计，显地减小电源系统的尺寸和明重量，到高品质的电源输出。得
磺
变速恒频电源闭环控制系统的设计与仿真
冯欢，理兵，周王晋（中科技大学电气与电子工程学院，北武汉４０））华湖３（４７摘要：出了一种小功率变速恒频电源系统的设计方法。在此系统中交流发电机使用永磁同步电机，直交变换器提交采用ＰＤ加重复的控制策略。这种设计可以明显地减小系统的体积和重量。通过仿真分析可知，Ｉ电源系统输出电压的频
０引言
变速恒频技术是随着高性能半导体器件的出
发电机采用稀土永磁同步发电机，与传统的电励
磁发电机相比，具有结构简单、体积小、量轻，重适合于高速运行，有很高的功率密度以及高效率和高可靠性