电气工程及其自动化专业论文 风力发电并网控制的变流器研究设计

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大功率直驱风力发电机组并网变流器的研究

大功率直驱风力发电机组并网变流器的研究
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且 电感 还 应该 满足

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风力发电并网变流器的研究与设计

风力发电并网变流器的研究与设计

风力发电并网变流器的研究与设计作者:李元来源:《环球市场》2017年第02期摘要:目前,风力发电是新能源发电使用最多的方式之一,目前大量新建的风电场直接接入输电网,而风机是旋转设备,因此其对电力系统稳定运行一定会产生影响。

对双馈感应电动机的模型及其控制装置进行了建模,并对其接入电力系统后,对电网的电压稳定性的影响进行了研究。

仿真结果显示,风机的特征及控制将对电力系统的电压稳定性产生严重影响。

关键词:变流器;风力发电;控制社会经济发展的势头日益迅猛,对各种可再生能源的开发与研究的速度也逐渐加快。

风能作为可再生能源,受到各国的普遍关注,风力发电技术也在近几年快速发展。

随着风能的逐渐开发,风力发电技术的进步,风力发电方式也经历了从恒速恒频到变速恒频的变化。

变速恒频发电是一种新型的风力发电方式,它运用各种电力技术、转换技术和微机技术等等进行发电机的控制,让发电机可以实现变速运转,让风能的利用率达到最大,是一种新型的、高效率、高质量的发电方式。

要想实现变速恒频发电,其中的核心部件就是发电机组的变流器,因此需要加强对发电机组的变流器技术的研究。

1风力发电机组变流器的系统设计1.1变流器主系统的整体设计根据上述技术指标的要求和风力发电系统的工作要求,结合变频器设计的相关方法可知,风力发电机组变流器主系统的设计主要包括六部分:首先是要选择合适的同步电机,这里为满足工作需要选用六项永磁同步电机;其次是变流器的选择,在第二部分的介绍中提到,现在使用比较普遍的是PWM变流器,这里为了更好地实现变流效果,选用双PWM变流器,采用背靠背的方式安装;在风力发电的过程中为了保持发电恒频,需要对发电机的电压进行调解,因此需要使用调压器;在变流器的输入端和输出度端需要安装滤波器,过滤掉谐波的影响;在风力发电过程完成之后需要将生产的电力输送到电网中,也就是要进行并网,因此要设计相应的并网装置和系统保护装置;使用定点DSP控制器控制功率模块的运行。

风力发电中网侧变流器控制系统研究

风力发电中网侧变流器控制系统研究
式 。风力 发 电 的研 究 、 发利 用也 成 为各 国学 者研 开 究 的热点 。我 国风 力 资源 十分 丰 富 , 力 发 电产业 风
电压 和 交 流侧 单 位 功 率 因数 这 两个 目标 给 出 了 双
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1 网侧 变 流 器 的建 模


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在 电机 参 数 已知 的情 况下 可 通过 完 全 去耦 控 制 来 实 现线性 化控 制 。 计 出的解耦 控制 图如 图2 示 。 设 所
0 引言
随着 近 年 来 环境 污 染 的加 剧 和石 油 等 矿 石 能 源 的短缺 , 们对 新 型能 源 的研 究 开发 热 情越 来越 人 高 。风能 是 一种 清洁 的有 效可 再 生能 源 , 到 了世 受 界各 国的高 度重 视 。 力发 电是 利 用风力 发 电机 组 风 将 风 的动 能 转 化 为 电能 的一 种 可再 生 能 源 发 电 方
网侧变 流器 运行 原理 及 数学模 型 的基础 上 . 设计 了
电网 电压定 向矢 量控 制 系统 。 分别 针对 稳定 直 流侧
图 1 网侧 变流 器 的拓 扑 结 构
定义 单极性 二值 逻辑 开关 函数s为 :
收 稿 日期 :0 1 0 — 5 2 1 — 3 1 作 者 简 介 : 全 飞 (9 6 ) 男 , 理 工 程 师 , 事 电 力 系 统 王 18一 , 助 从 继 电 保 护 工作 。
网侧 变流器 三相拓 扑结构 如图 l 所示 。其 中e. a

MW风力发电并网逆变器研究与设计

MW风力发电并网逆变器研究与设计

2MW风力发电并网逆变器研究与设计仇志凌陈国柱浙江大学电气学院 310027摘要:针对兆瓦级风电并网逆变器主电路研制中存在的并联扩容、开关频率较低和LCL滤波器难以优化设计等问题,提出了采用交流侧串接电感再进行并联的均流方案,采用载波移相技术提高变流器的等效开关频率,提出了LCL滤波器的设计原则,并给出了上述设计的理论依据和实现方法。

通过对2兆瓦风电变流器主电路的仿真验证了上述技术方案。

关键词:兆瓦级并网逆变器、电感均流、低开关纹波电流、载波移相、LCL滤波器1引言随着能源紧张和环境问题的日益严重,新能源发电技术,如风力发电和光伏发电等越来越受到人们的重视。

风力发电由于单机容量大、成本低,在现阶段更具有吸引力,在世界范围内其总装机容量得到了快速的增长。

当前,风力发电正在朝着更大的单机容量发展,兆瓦级机组在国外已经投入大规模商业运行,5~6兆瓦的机组也已开始试运行。

相应的,大容量机组对并网逆变器的容量提出了较高的要求。

为了满足大容量的要求,逆变器的并联扩容成为了必然的选择。

现有的并联方式主要有功率模块直接并联、功率模块交流侧串接电感再并联和以UPS为代表的系统级并联。

但采用何种简单、可靠的并联方式保证一定的均流效果需要仔细研究。

并网逆变器会引入附加的谐波,因此注入电网的电流谐波大小是一项重要指标,受到了人们的广泛关注。

IEEE Std929-2000和IEEE Std.P1547标准[1]对并网发电的电源系统注入电网电流的谐波做出了严格的限制,总谐波失真< THD)小于5%,3、5、7、9次谐波小于4%,11~15次小于2%,35次以上小于0.3%。

对于处于线性调制区SPWM或SVPWM逆变器,低次谐波含量基本都能满足标准,而开关频率纹波需要采用低通滤波器进行衰减以达到标准的要求。

理论上高的开关频率和低的滤波器截止频率可以获得满意的滤波效果。

但兆瓦级并网逆变器受到开关损耗的制约难以获得较高的开间频率。

风力发电并网变流器直接功率控制研究

风力发电并网变流器直接功率控制研究

图 1所示 。 图 1中 U 为直 流 侧 的 电压 , , “ U ,
为交 流侧 的三相 电压 , , , ii i 为交 流侧 的三 相 电
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( e a t e t fE et c l n ier g, e ig Ja t g U ie i B i n 0 0 4 C ia D p r n m o l r a g nei B i n i o nvr t e ig 1 0 4 , hn ) ci E n j on s y, j
1 引 言
随着环保 意识 的加 强 和能 源 的短 缺 , 力 发 风
电 日益受到 重视 。常见 的风力 发 电系统有普 通异 步机 发 电系 统 、 馈 异 步机 发 电系统 和 近 年来 研 双 究较 多的永磁 同步 机直驱 发 电系统 。对于 电机侧 的变 流器 , 以采 用 二极 管整 流 加 b o t 压 电 可 os升
摘 要 : 对 风 力 发 电并 网变 流 器 , 究 了一 种 新 的控 制 策 略 直 接 功 率 控 制 。该 控 制 策 略 检 测 并 网 的 电压 针 研
与 电 流 , 算 出瞬 时 的 有 功 与无 功 功 率 , 给定 的有 功 与 无 功 功 率 进 行 比较 , 据 并 网 电压 矢 量பைடு நூலகம்所 在 的 扇 区 , 计 与 根
Ab ta t: r c o e o r ehod u e n grd c ne t d t e ha e V S sr c Die t p w rc ntolm t s d i i on ce hr e p s IPW M o e t rw a e e c nv r e spr s n— t d. Bys nsn hev t gea u r nto i o e e i g t ola nd c r e fgrd c nne t d a a c a ig t n t nt n o c i we nd r — c e ndc lultn he is a a e usa tvepo ra e a tv owe . I a du e t e pu s i a so he s ic r c ie p r tc n e c h l esgn l ft w t he s,a c di O t vig a tv owe nd r a tve c or ng t hegi n c ie p ra e c i p w e n he p a e o he v t ge v c o . T hr ug r cty c t olng t c ie o e nd r a tv owe , o ra d t l c ft ola e t r o h die l on r li he a tv p w ra e c ie p r

风力发电网侧变流器控制策略研究

风力发电网侧变流器控制策略研究

风力发电网侧变流器控制策略研究摘要风力发电作为一种有效的可再生能源利用形式,近年来越来越受到关注,网侧变流器在风电机组运行过程中一直扮演着很重要的角色。

本文围绕网侧变流器的控制展开研究,以带LCL型滤波器的三相电压型PWM变流器(LCL-VSC)拓扑作为网侧变流器研究对象。

首先在平衡电网条件下建立了LCL-VSC的三相静止和两相旋转坐标系下的数学模型,为控制策略分析和控制系统设计提供了理论依据。

提出了风力发电应用中具有LCL滤波器的网侧变流器的一种多环控制结构,该结构采用电压外环外加三个逐层利用的电流内环,实现稳定的直流电压以及电流的前馈解耦和单位功率因数控制。

同时,给出了基于复功率理论的电容电压估计方法,减少了传感器数量。

为了在电网不平衡条件下对LCL-VSC有效的控制,必须计算不平衡的正负序相位。

本文提出了一种新颖的基于电网不平衡的锁相思路,既可以计算正序相位角也可以计算负序相位角,用于LCL--VSC的不平衡控制。

这种方案的主要思路是:先从不平衡电网中提取出正负序分量,然后对正负序三相电压采用SFR-SPLL分别锁相,计算出正负序相位角。

建立了在不平衡电网条件下LCL-VSC的数学模型,三相静止和两相旋转坐标系下的数学模型。

给出了基于LCL滤波器的不平衡电流指令算法。

按照不同的控制要求,可以分别实现了电网不平衡时网侧电流对称控制,或者抑制直流侧二次纹波控制。

完成了15kVA的LCL-VSC实验样机平台的搭建和调试。

通过仿真和实验结果验证了理论分析与设计的正确性。

关键词:风力发电;LCL;VSC;不平衡;多环控制Research on Control Strategy of Grid-side Converterfor Wind Power GenerationABSTRACTThe wind power generation is a kind of effective renewable energy source, which is received more and more attention in recent years. The grid-side converter plays a very important role in the wind power generation. This thesis does some research on control strategy of the grid-side converter, taking three-phase voltage source PWM converter with LCL filter (LCL-VSC) as the object of study. Firstly, under the balanced voltage condition, LCL-VSC mathematical model is established in the three-phase static and two-phase rotate coordinates, to provide the theory for the control strategy analysis and the control system design.Then a multiloop control scheme is proposed for LCL-VSC. Within this scheme, 3 cascaded inner current loops along with an outer voltage loop are used to achieve stable dc-link voltage, currents decoupling and feedforward, as well as the unity power factor control. With this scheme, the capacitor voltage estimation is performed with complex power theory resulting the omission of the transducers for the capacitor voltage measurement.To control the LCL-VSC effectively under unbalanced grid condition, the positive and negative sequence phase should be calculated. This thesis proposed a novel phase locked loop (PLL) based on the unbalanced grid condition, which may calculate the positive sequence phase angle and the negative sequence phase angle, used for LCL-VSC unbalanced control. The main idea of this method is first to draw the posive and negative sequence components under the unbalanced grid condition, then to get the phases of positive and negative sequence with the SFR-SPLL separately.The LCL-VSC mathematical model for unbalanced control is established under unbalanced grid condition. The reference current algorithm is given based on the LCL-VSC. For different purposes, it can be realized either symmetrical grid-side current or constant DC-side voltage without twice order ripple.Finally, a 15kVA LCL-VSC experimental system is established. The simulation and the experimental result verify the theoretical analysis and the design.Keywords: Wind power generation; LCL; VSC; unbalance; Multi-loop control目录第一章绪论 (1)1.1论文的研究背景和选题意义 (1)1.1.1风力发电及其意义 (1)1.1.2国内外风电产业发展概况 (1)1.1.3风力发电变流器的产业现状 (2)1.1.4论文的选题意义 (3)1.2风力发电中的网侧变流器研究现状 (3)1.2.1风力发电中的电气系统 (3)1.2.2网侧变流器的拓扑结构 (5)1.2.3网侧变流器控制策略的研究现状 (6)1.3本论文的主要目标和主要工作 (8)第二章基于LCL-VSC网侧变流器建模与控制 (9)2.1引言 (9)2.2三相LCL-VSC数学模型 (10)2.2.1三相静止(a , b, c)坐标系下的数学模型 (11)2.2.2两相静止坐标系(D, Q)下的数学模型 (12)2.2.3两相旋转坐标系(d, q)下的数学模型 (14)2.3LCL-VSC多环控制策略 (14)2.3.1系统控制结构 (17)2.3.2并网电流指令算法 (18)2.3.3电流控制器设计与稳定性校验 (20)2.3.4直流电压环控制器设计 (25)2.3.5基于复功率理论的电容电压估计 (26)2.4多环控制策略仿真与分析 (27)2.4.1电流环仿真 (28)2.4.2电压环仿真 (30)2.5总结 (30)第三章电网不平衡及其关键问题研究 (31)3.1引言 (31)3.2三相电网不平衡 (32)3.2.1电网不平衡理论分析 (32)3.2.2不平衡系统的研究方法 (33)3.2.3正负序检测 (35)3.3软件锁相环(SSFR-SPLL)及其设计 (41)3.3.1基本原理 (41)3.3.2PLL模型的简化 (43)3.3.3参数计算 (44)3.4基于双SFR_SPLL在不平衡电网中的应用 (48)3.4.1基本结构 (48)3.4.2仿真分析 (49)3.5总结 (51)第四章LCL-VSC不平衡控制策略 (52)4.1引言 (52)4.2不平衡电网下VSC数学模型 (52)4.2.1三相静止坐标系(a-b-c)下的数学模型 (53)4.2.2同步旋转坐标系(d, q)下的数学模型 (55)4.3电网不平衡时电流指令算法 (58)4.4双矢量电流控制策略研究 (61)4.4.1系统控制结构 (61)4.4.2抑制网侧负序电流的控制策略 (62)4.4.3抑制直流侧二次纹波的控制策略 (63)4.5仿真分析 (64)4.6总结 (65)第五章系统设计及实验分析 (66)5.1LCL-VSC样机设计 (66)5.1.1主电路参数选择 (67)5.1.2IPM模块选择 (67)5.1.3控制模块处理器的选择 (68)5.1.4功能模块电路设计 (69)5.1.5试验系统软件设计 (72)5.2系统实验结果分析 (75)5.2.1平衡电网VSC控制 (75)5.2.2不平衡电网与锁相环 (76)5.2.3不平衡电网VSC双电流环控制 (77)第六章总结与展望 (79)6.1总结 (79)6.2展望 ................................................................... 错误!未定义书签。

风力发电并网控制的变流器研究设计

风力发电并网控制的变流器研究设计

目录摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 风力发电并网技术 (2)1.2.1 交流异步发电机形式 (2)1.2.2 交流同步发电机形式 (3)1.2.3 交流双馈发电机形式 (4)2 风电并网时对电网运行所产生的影响 (4)2.1 对电力电量平衡的影响 (5)2.2 对电网潮流的影响 (5)2.3 对电能质量的影响 (6)2.4 对电压及功率的影响 (6)3 风力发电变流器的发展概述 (7)3.1 变流器控制技术发展 (7)3.2 变流器散热技术发展 (7)3.3 风力发电变流器发展趋势 (7)4 风电变流器的基本原理和数学模型 (8)4.1 直驱式风电并网变流器拓扑结构分类 (8)4.2 直驱式风电并网变流器系统特点 (8)4.3 双馈式风力发电机基本原理 (8)4.4 双馈变流器的工作原理 (9)5 直驱式风电并网控制的变流器设计 (10)5.1 风电变流器系统的要求 (10)5.2 风电变流系统相关参数设计 (10)5.2.1 主电路的设计 (10)5.2.2 直流母线电压的选取 (11)5.2.3 机侧整流器电感的选取 (11)5.2.4 机侧整流器二极管的选取 (12)5.2.5 直流母线侧滤波电容的选取 (12)5.2.6 机侧整流器和网侧逆变器IGBT的选取 (13)5.2.7 输出滤波器的设计 (13)6 直驱式风电系统变流器仿真实验 (15)6.1 风电并网变流器系统的仿真实验 (15)6.2 仿真实验结果分析 (18)参考文献 (19)致谢 (20)ContentsAbstract (II)1 Introduction (1)1.1 Subject background and significance (1)1.2 Wind power grid connected technology (2)1.2.1 AC asynchronous generator form (2)1.2.2 AC synchronous generator form (3)1.2.3 AC doubly fed generator form (4)2 The influence of the wind power grid operation on the operation of the power network (4)2.1 The impact of power balance of power (5)2.2 Impact on power flow of power network (5)2.3 The influence of power quality (6)2.4 The influence of voltage and power (6)3 Development of wind power converter (7)3.1 Development of converter control technology (7)3.2 Development of converter cooling technology (7)3.3 Development trend of wind power converter (7)4 Basic principle and mathematical model of wind power converter (8)4.1 Topological structure classification of direct drive wind power grid connectedconverter (8)4.2 The characteristics of direct drive wind power grid connected convertersystem (8)4.3 Basic principle of doubly fed induction generator (8)4.4 Working principle of doubly fed converter (9)5 Converter design of direct drive wind power grid connected control (10)5.1 Requirements for wind power converter systems (10)5.2 Design of correlation parameters for wind power converter system (10)5.2.1 Design of main circuit (10)5.2.2 Selection of DC bus voltage (11)5.2.3 Selection of inductance of machine side rectifier (11)5.2.4 Selection of diode side rectifier diode (12)5.2.5 Selection of capacitor of DC bus side filter (12)5.2.6 Selection of IGBT for machine side rectifier and net side inverter (13)5.2.7 Design of output filter (13)6 Simulation experiment of the converter of direct drive wind power system (15)6.1 Simulation experiment of wind power grid converter system (15)6.2 Simulation results analysis (18)References (19)Acknowledgement (20)风力发电并网控制的变流器研究设计摘要:随着当今社会经济的发展,对电能的需求量日益增加,可再生新能源也越来越成为人们的“新宠儿”。

直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究

直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究

直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环保意识的逐步加强,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,已在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

直驱型风力发电系统,作为一种新型的风力发电技术,其全功率并网变流技术是实现风能与电网高效、稳定、安全运行的关键。

本文旨在深入研究直驱型风力发电系统的全功率并网变流技术,探讨其原理、特点、优势以及在实际应用中的挑战和解决方案,以期为风力发电技术的发展和应用提供理论支持和实践指导。

本文首先介绍了风力发电技术的发展背景和现状,重点阐述了直驱型风力发电系统的基本原理和结构特点。

在此基础上,详细分析了全功率并网变流技术的关键要素,包括并网控制策略、功率变换器设计、电能质量控制等方面。

接着,本文探讨了直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的优势,如高效的能量转换、优良的电能质量、较低的运维成本等。

同时,也指出了在实际应用中可能遇到的问题和挑战,如电网接入稳定性、系统保护与控制等。

为了全面、深入地研究直驱型风力发电系统全功率并网变流技术,本文采用了理论分析和实验研究相结合的方法。

在理论分析方面,建立了直驱型风力发电系统的数学模型,推导了并网变流技术的关键控制方程,为后续的仿真和实验研究提供了理论基础。

在实验研究方面,搭建了直驱型风力发电系统实验平台,进行了并网变流技术的实验研究,验证了理论分析的正确性和实际应用的有效性。

本文总结了直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究成果和贡献,展望了未来的发展方向和应用前景。

通过本文的研究,希望能够为直驱型风力发电系统的发展和应用提供有益的参考和借鉴,推动风力发电技术的不断创新和发展。

二、直驱型风力发电系统的基本原理及结构直驱型风力发电系统(Direct-Drive Wind Turbine Generation System,简称DDWTS)是一种无需齿轮箱增速,直接将风力机叶片的旋转动能转化为发电机电能的风力发电系统。

关于风力发电机组自动化并网运行之研究

关于风力发电机组自动化并网运行之研究

THEORY·RESEARCH理论·研究文 刘 磊关于风力发电机组自动化并网运行之研究一、风力发电机组自动化并网运行的基本要求风能作为一种可再生能源,其具有分布范围广、储量大、对环境无污染等特点,基于这一前提,风力发电技术获得了快速发展,现已日渐成熟。

风力发电机组(以下简称风电机组)的装机容量逐年递增,在电网中所占的比例越来越大。

由于风电机组并网运行时,会对电网造成一定的影响。

因此,所有需要自动化并网运行的风电机组均必须满足如下要求:(一)风电机组有功功率风电机组应当具备参与电力系统调频、调峰及备用的能力,并且应当配备性能完善的有功功率控制系统,该系统需要具备自动调节有功功率的能力;当风电机组的有功功率达到总额定出力的20%以上时,各机组应当能够自动对有功功率进行连续、平滑地调节,而且应当可以参与电力系统有功功率的控制;风电机组应当可以接收并自动执行电力系统调度中心下达的有功功率控制指令;风电机组在正常运行的情况下,在风电并网及风速增长时,风电机组有功功率的变化情况,应符合电力系统安全、稳定、可靠运行的要求,有功功率变化的限值应由电力系统调度中心按接入频率的调节特性进行确定,有功功率变化的允许限值如下表所示。

风电机组自动化并网有功功率变化的允许限值(二)风电机组功率预测风电机组在自动化并网运行的过程中,功率预测应当满足这些基本要求:风电机组应当配备性能完善的功率预测系统,且该系统应当具有短期和超短期功率预测的功能,应每间隔15min自动向电力系统的调度中心上报未来一段时间内的功率预测曲线,同时应每天按规定上报次日0-24时内的功率预测曲线。

(三)风电机组无功容量为最大限度地降低风电机组自动化并网运行对电力系统运行稳定性造成的影响,风电机组的无功容量应当满足如下要求:1.无功电源风电机组应当满足功率因数在超前0.95-滞后0.95这一区间范围内的动态可调性,如果风电机组的无功容量无法满足电力系统的电压调节需要时,必须加装无偿补偿装置。

毕业论文(设计)风力发电并网控制系统分析

毕业论文(设计)风力发电并网控制系统分析

风力发电并网控制系统分析摘要:风电工程在我国逐渐兴起,以其清洁、可持续等特性颇受人们青睐。

但风力发电易受环境影响而产生波动,由此带来的风电并网问题也必需得到重视。

本文介绍了一种普适性的发电并网控制系统,提供了一种以微网技术为基础的并网控制策略和方式,从环保性与经济性的角度分析了该风电系统的应用范围,并揭示了风电并网控制领域未来的研究方向。

0 引言以风电为主的新能源发电系统在我国已投入使用,且近年来风电场的数量在不断增加。

中国新能源装机比重逐年上升,截至2013年底,全国风电并网容量为77.16GW,2013年全国风电和光伏发电量达140TW·h,相当于一个中等发达省份的用电量。

根据国家可再生能源发展规划,到2020年全国风电装机容量将达到200GW,届时中国的能源结构将发生重大改变,因此必须提前开展相关研究以支撑新能源的大规模发展。

风电等新能源发电受所处环境影响较大,故其所发电力幅值、频率及相位等特征的变化较传统发电系统更大。

当新能源并网的发电量较小时,这种不稳定性对整个电网带来的影响较小,并网时产生的波动可看作负荷预测误差;但当新能源并网的发电量达到一定程度时,其将对整个电网产生影响,如:增大电网调峰、调频的压力;增加电网运行方式安排以及备用容量配置的难度;影响电网的供电质量;影响系统安全稳定性。

此时,基于传统发电的确定性调度管理方式已不再适用,且目前新能源发电调度受政策影响较大,故需针对新能源运行特点及政策要求,运用的调度技术支持手段,建立新的并网控制系统,使电网运行能充分适应大规模新能源发电的特性,提高电力系统新能源利用率。

[1]1 新能源发电并网控制系统框图分析图1 新能源发电并网控制系统框图如上图所示,新能源发电并网系统的控制分为电网和新能源场站两个部分。

电网部分将新能源场站作为一个整体进行管理;而场站部分以整体形式参与电网调度,对场内风电机组及其他设备进行局部管理,通过两方面协调配合以支撑新能源调度。

电气自动化毕业设计论文范文模板

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论文题目:风力发电场景下的智能电网能源管理系统研究摘要该研究主要探讨了风力发电场景下智能电网能源管理系统的相关问题。

首先介绍了风力发电的基本原理、技术类型和发展趋势,以及智能电网的定义、特点、关键技术及其应用案例。

然后分析了风力发电如何与智能电网融合,以及风力发电对智能电网产生的影响和接入时所面临的技术挑战。

接下来,设计了一套针对风力发电场景的智能电网能源管理系统,明确了其功能需求、架构设计和模块划分,并进一步阐述了系统实现的关键技术和具体步骤,同时对其效果进行了评估。

通过实证分析和案例研究,证实了该系统的可行性和有效性。

最后总结了研究的主要成果,指出了存在的问题和改进方向,并对未来的研究进行了展望。

总的来说,本研究对于推动风力发电在智能电网中的应用,以及优化能源管理具有重要的理论和实践意义。

关键词:风力发电;智能电网;能源管理系统;技术挑战;系统实现;实证分析目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 论文组织结构 (1)第2章风力发电系统概述 (2)2.1 风力发电原理 (2)2.2 风力发电技术类型 (2)2.3 风力发电的发展趋势 (2)第3章智能电网概述 (3)3.1 智能电网的定义和特点 (3)3.2 智能电网的关键技术 (3)3.3 智能电网的应用案例 (3)第4章风力发电在智能电网中的应用分析 (4)4.1 风力发电与智能电网的融合 (4)4.2 风力发电对智能电网的影响 (4)4.3 风力发电接入智能电网的技术挑战 (4)第5章风力发电场景下的智能电网能源管理系统设计 (5)5.1 能源管理系统的功能需求 (5)5.2 能源管理系统的架构设计 (5)5.3 能源管理系统的模块划分 (5)第6章风力发电场景下的智能电网能源管理系统实现 (6)6.1 系统实现的关键技术 (6)6.2 系统实现的具体步骤 (6)6.3 系统实现的效果评估 (6)第7章实证分析与案例研究 (7)7.1 案例介绍 (7)7.2 数据收集与处理 (7)7.3 分析结果及讨论 (7)第8章研究结论与展望 (8)8.1 主要研究成果 (8)8.2 存在的问题及改进方向 (8)8.3 对未来研究的展望 (8)致谢 (9)第1章绪论1.1 研究背景及意义随着全球环境问题日益严重和可再生能源利用的不断发展,风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到了广泛的关注。

电气工程及其自动化毕业设计论文(最终版本)资料

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2.1.3 双馈风力发电机功率输出曲线 ................................................................. 7
2.2 储能系统 . ......................................................
4.3 本章小结 . .....................................................
22
第 5 章 超级电容器在风力发电中的应用仿真 . .........................
24
5.1 仿真内容概述 . .................................................
I
Abstract .........................................................
II
第 1 章 绪 论 . ....................................................
1
1.1 课题背景及意义 ............................................................................................. 1
1.2 课题研究现状 . .................................................
2
1.2.1 利用储能系统增强风电并网稳定性 ....................................................... 2
1.2.2 利用储能系统提高电能质量 ...................................................................... 3

基于4QC理论的风力发电并网变流器控制系统研究

基于4QC理论的风力发电并网变流器控制系统研究

基于4QC理论的风力发电并网变流器控制系统研究
首先,我们将介绍风力发电系统的原理和组成结构。

风力发电系统主
要包括风机、变速器、发电机、并网变流器等组成部分。

其中,并网变流
器负责将发电机产生的交流电转化为适合并网的交流电,并控制输出电压
和频率,以保证系统稳定运行。

接下来,我们将详细介绍4QC理论及其在风力发电并网变流器控制系
统中的应用。

4QC理论是指在正逆变桥拓扑基础上,通过两个电流控制器
和两个电压控制器实现对电流和电压的控制,从而实现四个象限的运行。

在风力发电并网变流器控制系统中,通过合理设计控制算法和参数设置,
可以实现变流器在任意电网电压条件下的运行,并确保电网电压和频率的
稳定。

随后,我们将讨论风力发电并网变流器控制系统中的关键问题和挑战。

例如,在不同电网条件下,变流器需要实现快速响应并稳定运行,这就需
要设计高效的控制算法和参数调节策略。

此外,变流器的保护系统和故障
检测机制也是要考虑的重要问题,以确保系统运行安全可靠。

最后,我们将提出一些改进和优化措施,以进一步提高风力发电并网
变流器控制系统的性能。

例如,可以采用智能控制算法和模型预测控制方法,提高系统的适应性和鲁棒性。

同时,借助先进的监测和诊断技术,及
时发现并处理系统故障,确保系统的稳定运行。

综上所述,通过基于4QC理论的研究,可以有效提高风力发电并网变
流器控制系统的性能和可靠性,促进风力发电技术的进一步发展和应用。

我们相信在不久的将来,随着技术的不断完善和创新,风力发电将成为清
洁能源领域的重要组成部分,为实现可持续发展做出更大贡献。

大容量风力发电并网变流器并联控制研究

大容量风力发电并网变流器并联控制研究

大容量风力发电并网变流器并联控制研究随着可再生能源的快速发展,风力发电已成为一种重要的清洁能源。

然而,风力发电系统具有不稳定性和波动性,这给其并网运行带来了一定的挑战。

为了提高风力发电系统的可靠性和稳定性,大容量风力发电并网变流器并联控制研究成为了当前的研究热点之一。

大容量风力发电并网变流器并联控制研究的目标是通过对多台变流器的并联控制,实现风力发电系统的高效运行。

首先,通过并联控制,可以实现各个变流器之间的功率平衡,避免因某个变流器故障而导致整个系统停机。

其次,通过并联控制,可以实现变流器之间的电流均衡,提高系统的功率因数和电能质量。

此外,通过并联控制,还可以实现多台变流器之间的通信和协调,提高系统的整体性能。

大容量风力发电并网变流器并联控制研究面临着一些挑战。

首先,由于并联控制涉及到多台变流器之间的通信和协调,需要建立高效可靠的通信网络和控制策略。

其次,由于风力发电系统的不确定性和波动性,需要设计适应不同工况和变化的控制算法。

最后,大容量风力发电并网变流器的运行需要满足一系列的技术和安全规范,需要建立相应的标准和测试方法。

为了解决上述问题,研究人员提出了一些方法和技术。

例如,可以采用分布式控制策略,将整个系统划分为多个子系统,每个子系统由一台变流器和相应的控制器组成。

这样可以提高系统的可靠性和稳定性。

此外,还可以采用智能控制算法,通过学习和优化来提高系统的性能。

大容量风力发电并网变流器并联控制研究具有重要的理论和实际意义。

通过并联控制,可以提高风力发电系统的可靠性和稳定性,减少系统故障和停机时间,提高电能质量和经济效益。

未来,我们还需要进一步深入研究并联控制的理论和技术,以应对不断增长的风力发电装机容量和系统规模。

基于变流器的风力发电系统设计与控制研究

基于变流器的风力发电系统设计与控制研究

基于变流器的风力发电系统设计与控制研究随着环境保护意识的不断提高,绿色能源逐渐成为了人们更加重视的话题。

其中,风能作为一种清洁、可再生的能源似乎成为了人们比较关注的对象。

而变流器作为风力发电系统中重要的组成部分,对于提高系统的效率和保证系统的安全性具有重要意义。

因此,本篇文章将基于变流器为主线,探讨风力发电系统的设计与控制研究。

一、基本知识的了解在讨论变流器的作用之前,我们首先必须要了解一些基本知识。

风力发电系统主要由叶片、转轴、发电机、控制系统和变流器等组成。

其中叶片和转轴主要起到收集风能的作用,而发电机则通过转动产生电能。

而控制系统则主要负责控制发电机的启停和风力发电系统的输出功率。

而变流器则主要负责将发电机产生的交流电转换为直流电,进而再将其转换为标准的电网交流电。

二、变流器的作用从上面的介绍中可以看出,变流器对于风力发电系统的运行至关重要。

因为由于发电机产生的电能是交流电,而电网所使用的电能是交流电,因此变流器起着将交流电转化为直流电再将直流电转化为交流电的作用。

此外,变流器还可以通过控制其输出的电压和频率来调节风力发电系统的输出功率,从而更好的适应电网的负载变化。

三、控制策略的选择对于变流器的控制策略,我们有很多选择。

常见的有PWM控制、PI控制和MPPT控制等。

其中PWM控制是一种比较传统的控制策略,通过控制宽度来控制输出电压和频率。

而PI控制则是一种比较流行的控制方式,其主要通过调节Kp和Ki来控制输出电压和频率。

而MPPT控制则是一种优化的控制方式,其利用最大功率点跟踪来调整发电机输出的电压和频率,从而使风力发电系统实现最大的效率。

四、变流器的设计对于变流器的设计,我们需要考虑很多方面。

首先是变流器的拓扑结构的选择。

常见的有单相桥式、三相桥式、全桥式等不同种类。

其中单相桥式较为简单,但局限性比较大,适用于较小容量的风力发电系统。

而三相桥式和全桥式通常适用于较大容量的系统。

除此之外,我们还需要对变流器的控制方法、功率因数等方面进行考虑,从而实现风力发电系统的稳定运行和高效转化。

《2024年直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究》范文

《2024年直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究》范文

《直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究》篇一一、引言随着环境保护意识的提高和可再生能源的快速发展,风力发电作为一种清洁、可再生的能源,已经成为了世界各国研究的重点。

其中,直驱型风力发电系统凭借其高效率、低维护等优点,得到了广泛的关注和应用。

全功率并网变流技术作为直驱型风力发电系统的核心技术之一,其研究对于提高风力发电的效率和稳定性具有重要意义。

本文旨在研究直驱型风力发电系统的全功率并网变流技术,为风力发电的进一步发展提供理论支持和实践指导。

二、直驱型风力发电系统概述直驱型风力发电系统是指发电机直接与风力机连接,通过风力机的旋转驱动发电机发电。

该系统具有结构简单、传动损失小、维护方便等优点。

其核心部件包括风力机、发电机、变频器等。

其中,变频器是连接风力机和电网的关键设备,负责将风力机产生的电能转换为符合电网要求的电能。

三、全功率并网变流技术研究全功率并网变流技术是直驱型风力发电系统的核心技术之一,其核心思想是通过先进的控制策略和算法,将风力机产生的电能高效地转换为符合电网要求的电能,并将其稳定地接入电网。

具体来说,全功率并网变流技术涉及以下关键问题:1. 控制策略研究:控制策略是全功率并网变流技术的核心,决定了系统运行的稳定性和效率。

针对不同的运行条件和电网要求,需要研究适合的控制策略,如最大功率跟踪控制、电压电流双闭环控制等。

2. 变频器设计:变频器是全功率并网变流技术的关键设备,其性能直接影响到系统的运行效率和稳定性。

需要研究适合直驱型风力发电系统的变频器设计方法,包括拓扑结构、调制方式、滤波方式等。

3. 保护与故障诊断:为确保系统在异常情况下仍能保持稳定运行,需要对系统进行保护与故障诊断技术研究。

如研究过压、过流、欠压等故障的诊断和保护措施。

四、研究成果及展望通过深入研究和试验验证,我们成功研发了适合直驱型风力发电系统的全功率并网变流技术。

该技术具有以下优点:1. 高效率:通过先进的控制策略和算法,实现了风力机的高效能量转换,提高了系统的运行效率。

电气工程及其自动化专业论文 风力发电机组的并网特性研究

电气工程及其自动化专业论文 风力发电机组的并网特性研究

xxxx大学毕业论文风力发电机组的并网特性研究院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化5班届次2015 届学生姓名xxxxxx学号xxxxxxxx指导教师xxxx 副教授二О一五年六月六日摘要 (IV)Abstract (V)引言 (1)1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究目的及研究内容 (2)2风力资源与风力发电机组 (2)2.1引言 (2)2.2风能资源与风力发电基本特点 (3)2.2.1 风能的特点 (3)2.2.2风电场与常规能源电厂主要区别 (3)2.2.3风力发电的基本特点 (4)2.3风力发电机组的类型及基本运行特性 (7)2.3.1 鼠笼式感应风力发电机组 (7)2.3.2交-直-交变频并网同步风力发电机组 (8)2.3.3 双馈感应风力发电机组 (9)3风力发电对电网的影响及其调整策略 (9)3.1 风力发电机并网对电压的影响 (9)3.2 电网电压的调整 (11)3.3 风电场对保护装置的影响 (11)3.4 发电系统电网故障不脱网运行能力 (11)3.4.1低电压穿越 (11)3.4.2电网故障运行模式时双馈发电机 (12)3.4.3电网故障运行模式时同步发电机 (13)4风力发电并网运行动态性能研究 (14)4.1引言 (14)4.2风电机组并网动态性能研究 (14)4.2.1风力机 (14)4.2.2鼠笼式发电机组并网动态过程研究 (16)5总结与展望 (18)参考文献 (19)致谢 (20)Abstract (V)Introduction (1)1 Introduction (1)1.1 research background (1)1.2 research purposes and contents (2)2 wind resources and wind turbine (2)2.1 Introduction (2)2.2 basic features of wind power and wind power (3)2.2.1 characteristics of wind energy (3)2.2.2 the differfence between wind farm and conventional (3)2.2.3 Basic features of wind power (4)2.3 types and basic operating characteristics of wind turbine (7)2.3.1 squirrel cage induction wind turbine (7)2.3.2 AC frequency conversion and grid connected wind turbine (8)2.3.3 doubly fed induction wind turbine (9)3 the influence of wind power on the power network (9)3.1 The influence of wind power generator and grid connected to voltage (9)3.2 adjustment of power network voltage (11)3.3 the influence of the wind farm on the protective device (11)3.4 power system not to take off the network operation ability (11)3.4.1 low voltage ride through (11)3.4.2 power grid fault operation mode when doubly fed generator (12)3.4.3 Synchronous generator power network fault operation mode (13)4 the dynamic performance of grid connected with wind power generation (14)4.1 introduction (14)4.2 Study on dynamic performance with wind power units (14)4.2.1 wind turbine (14)4.2.2 Research on the dynamic process of the grid connected (16)5 (19)Reference (19)Thanks (20)风力发电机组的并网特性研究仲军(山东农业大学机械与电子工程学院泰安 271018)摘要:随着传统一次能源的大量消耗和生态环境的日益恶化,发掘新能源成为当今时代人们的共同愿望。

电气工程及其自动化专业毕业设计论文风力发电机的设计及风力发电系统的研究10-

电气工程及其自动化专业毕业设计论文风力发电机的设计及风力发电系统的研究10-

电气工程及其自动化专业毕业设计论文风力发电机的设计及风力发电系统的研究10:XXXXXXXXXX大学毕业论文题目:风力发电机的设计及风力发电系统的研究系:电气与信息工程系专业:电气工程及其自动化班级:XXXXX学号:XXXXXXX 学生姓名:XXXXXX 导师姓名:完成日期:20__年6月10日毕业设计题目:风力发电机的设计及风力发电系统的研究系:电气与信息工程系专业:电气工程及其自动化班级:XXXX 学号:XXXXXXX 学生姓名:XXXXXXXXXXXXXXX 导师姓名:XXXXXXXXXXXXXXXX 完成日期:20__年6月10日诚信声明本人声明:1、本人所呈交的毕业设计(论文)是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果;2、据查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,毕业设计(论文)中不包含其他人已经公开发表过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料;3、我承诺,本人提交的毕业设计(论文)中的所有内容均真实、可信。

作者签名:日期:年月日毕业设计(论文)任务书题目:风力发电机的设计及风力发电系统的研究姓名系电气与信息工程系专业电气工程及其自动化班级学号指导老师职称教研室主任一、基本任务及要求:1)基本数据:额定功率 KW 连接方式 Y 额定电压额定转速相数 m=3 功率因数效率绝缘等级F 极对数 P=2 2、本毕业设计课题主要完成以下设计内容:(1)风力发电机的电磁设计方案;(2)风力发电系统的研究;(3)电机主要零部件图的绘制;(4)说明书。

进度安排及完成时间:2月20日——3月10日:查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告 3月13日——4月25日:毕业实习、撰写实习报告3月27日——5月30日:毕业设计4月中旬:毕业设计中期抽查6月1日——6月14日:撰写毕业设计说明书(论文)6月15日——6月17日:修改、装订毕业设计说明书(论文),并将电子文档上传FTP 6月17日——6月20日:毕业设计答辩目录摘要 I ABSTRACT II 第1章绪论 1 1.1 开发利用风能的动因 1 1.1.1 经济驱动力 1 1.1.2 环境驱动力 2 1.1.3 社会驱动力 2 1.1.4 技术驱动力 2 1.2 风力发电的现状 2 1.2.1 世界风力发电现状 2 1.2.2 中国风力发电现状[13] 3 1.3 风力发电展望 3 第2章风力发电系统的研究 5 2.1 风力发电系统 5 2.1.1 恒速恒频发电系统 5 2.1.2 变速恒频发电机系统 6 2.2 变速恒频风力发电系统的总体设计 9 2.2.1 变速恒频风力发电系统的特点 9 2.2.2 变速恒频风力发电系统的结构 9 2.2.3 变速恒频风力发电系统运行控制的总体方案 19 第3章风力发电机的设计 253.1 概述[11] 25 3.2 风力发电机 25 3.2.1 风力发电机的结构 25 3.2.2 风力发电机的原理 26 3.3 三相异步发电机的电磁设计 27 3.3.1 三相异步发电机电磁设计的特点 27 3.3.2 三相异步发电机和三相异步电动机的差异[2] 273.3.3 三相异步发电机的电磁设计方案 28 3.3.4 三相异步发电机电磁计算程序 29 结束语 40 参考文献 41 致谢 43 附录 A 定子冲片图附录 B 转子冲片图附录 C 总装图风力发电机的设计及风力发电系统的研究摘要:本文对国内外风力发电的发展现状进行了概述。

风力发电电能变换装置的研究毕业论文

风力发电电能变换装置的研究毕业论文

毕业设计论文题目风力发电电能变换装置的研究(院)系电气与信息工程系工程学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:风力发电电能变换装置的研究系别电气与信息工程系专业电气工程及其自动化班级0004学号 0001120531 指导老师浣喜明教研室主任一、基本任务及要求:在规定时间,完成以下工作:1.整体方案的确定;2.主电路设计、元器件选择;软件设计;3.装置工艺设计:画出布置图和电气接线图;4.装置调试与实验:写出调试和实验报告。

5.提交设计说明书和图纸。

二、进度安排及完成时间:(1)第二周至第四周:查阅资料、撰写文献综述和开题报告;(2)第五周至第六周:毕业实习;(3)第六周至第七周:总体方案的确定;(4)第八周至十二周:主电路设计与元器件的选择;软件设计;(5)第十三周至第十四周:装置工艺设计;(6)第十五周至第十六周:装置调试与实验;(7)第十七周至第十九周:撰写设计说明书(8)第二十周:毕业设计答辩目录摘要 (1)概述 (1)第1章风力发电的电能变换装置及其工作原理 (1)1.1风力发电的特点和风力发电机的系统 (1)1.2风力发电的电能变换装置的组成 (2)1.3风力发电的电能变换装置的工作原理 (4)第2章整流电路 (5)2.1 单相可控整流电路 (5)2.2 三相可控整流电路 (7)2.3 三相不可控整流电路 (9)2.4 直流滤波电路 (11)第3章蓄电池组 (14)3.1 蓄电池的种类和特性 (14)3.2 铅酸蓄电池的基本概念 (14)3.3 免维护铅酸蓄电池的特性 (17)3.4 铅酸蓄电池的工作原理 (18)第4章充电电路 (19)4.1 充放电装置的设计要求 (19)4.2 充放电控制过程分析 (20)第5章斩波电路 (22)5.1 Cuk变换器工作原理 (22)5.2 有变压隔离器的Cuk变换器 (25)5.3 DC/DC变换器主回路的线路结构 (27)5.4 DC/DC的驱动电路 (28)第6章逆变电路 (29)6.1 换流方式 (29)6.2 电压型逆变电路 (30)6.3 电流型逆变电路 (34)6.4 PWM控制技术在逆变电路中的应用 (36)第7章静态开关 (38)7.1单继电器做静态开关 (38)7.2 电子式静态开关 (39)第8章控制检测保护电路 (42)8.1单相正弦脉宽调制(SPWM)电路 (42)8.2三相正弦脉宽调制(SPWM)电路 (45)8.3 保护电路 (46)第9章结束语 (48)致参考文献摘要风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁、可再生的新型能源,而且无污染,因此当今世界各国都把开发风力发电作为现代科技的新兴产业。

风力发电逆变电源的毕业设计

风力发电逆变电源的毕业设计

毕业论文题目:风力发电逆变装置的设计学生:学号:院(系):专业:电气工程及其自动化指导教师:1 绪论1.1风力发电的特点和发展概况1.1.1风力发电的特点随着世界经济的不断发展,世界各国对能源的需求越来越大。

常规能源以煤、石油、天然气为主,不仅资源有限,而且造成了严重的环境污染。

因此,能源问题己成为当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题,所以可再生能源成为了人们关注的焦点,风能正是这样一种无污染的可再生能源,其在地球上的资源量是相当丰富的,可开发利用量也很可观,因此对它的开发利用己受到世界各国的高度重视。

但是同时风能作为一种自然资源,风速、风向都是不稳定的,风能蕴含量丰富地区多较为偏僻,这就要求风力发电机组适应高温高寒高湿盐雾大风沙等恶劣环境,并且机组多无人值守,这些因素对风力发电机组电气控制系统的可靠性和环境适应性都提出了十分严格的要求。

单机电气控制系统技术主要包括中心控制技术、偏航控制技术、软并网技术和无功补偿技术等,这就要求系统具有很高的可靠性能。

可以说风力发电是机遇和挑战并存的能源技术。

1.1.2风力发电的发展概况(1)国外发展现状:风力发电在欧洲发展最快,德国的风电发展处于领先地位,在近期德国制定的风电发展长远规划中指出,到2025年风电要实现占电力总容量的25%,到2050年实现占总用量的50%的目标。

另外,丹麦的风能发电已经可以满足18%的用电需求,法国也在制定风能发电的长远发展规划。

同时亚洲的风电也保持较快的发展势头。

其中印度政府积极推动风能发展,积极鼓励大型企业进行投资发展风电,并保持实施优惠政策激励风能制造基地,目前印度已经成为世界第5大风电生产国。

据欧洲风能协会和绿色和平组织签署了“关于2020年风电达到世界电力总量的12%的蓝图”报告,2020年全球风力发电装机将达到12.31亿千瓦,是2002年世界风电装机容量的38.4倍,年安装量达1.5亿千瓦,风力发电量将占全球发电总量的12%。

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……………………. ………………. …………………山东农业大学 毕 业 论 文 风力发电并网控制的变流器研究设计院 部 机械与电子工程学院专业班级 电气工程及其自动化5班届 次 2015届学生姓名学 号指导教师 副教授二〇一五年六月五日装订线 ……………….……. …………. …………. ………目录摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 风力发电并网技术 (2)1.2.1 交流异步发电机形式 (2)1.2.2 交流同步发电机形式 (3)1.2.3 交流双馈发电机形式 (4)2 风电并网时对电网运行所产生的影响 (4)2.1 对电力电量平衡的影响 (5)2.2 对电网潮流的影响 (5)2.3 对电能质量的影响 (6)2.4 对电压及功率的影响 (6)3 风力发电变流器的发展概述 (7)3.1 变流器控制技术发展 (7)3.2 变流器散热技术发展 (7)3.3 风力发电变流器发展趋势 (7)4 风电变流器的基本原理和数学模型 (8)4.1 直驱式风电并网变流器拓扑结构分类 (8)4.2 直驱式风电并网变流器系统特点 (8)4.3 双馈式风力发电机基本原理 (8)4.4 双馈变流器的工作原理 (9)5 直驱式风电并网控制的变流器设计 (10)5.1 风电变流器系统的要求 (10)5.2 风电变流系统相关参数设计 (10)5.2.1 主电路的设计 (10)5.2.2 直流母线电压的选取 (11)5.2.3 机侧整流器电感的选取 (11)5.2.4 机侧整流器二极管的选取 (12)5.2.5 直流母线侧滤波电容的选取 (12)5.2.6 机侧整流器和网侧逆变器IGBT的选取 (13)5.2.7 输出滤波器的设计 (13)6 直驱式风电系统变流器仿真实验 (15)6.1 风电并网变流器系统的仿真实验 (15)6.2 仿真实验结果分析 (18)参考文献 (18)致谢 (20)ContentsAbstract (II)1 Introduction (1)1.1 Subject background and significance (1)1.2 Wind power grid connected technology (2)1.2.1 AC asynchronous generator form (2)1.2.2 AC synchronous generator form (3)1.2.3 AC doubly fed generator form (4)2 The influence of the wind power grid operation on the operation of the power network (4)2.1 The impact of power balance of power (5)2.2 Impact on power flow of power network (5)2.3 The influence of power quality (6)2.4 The influence of voltage and power (6)3 Development of wind power converter (7)3.1 Development of converter control technology (7)3.2 Development of converter cooling technology (7)3.3 Development trend of wind power converter (7)4 Basic principle and mathematical model of wind power converter (8)4.1 Topological structure classification of direct drive wind power grid connectedconverter (8)4.2 The characteristics of direct drive wind power grid connected convertersystem (8)4.3 Basic principle of doubly fed induction generator (8)4.4 Working principle of doubly fed converter (9)5 Converter design of direct drive wind power grid connected control (10)5.1 Requirements for wind power converter systems (10)5.2 Design of correlation parameters for wind power converter system (10)5.2.1 Design of main circuit (10)5.2.2 Selection of DC bus voltage (11)5.2.3 Selection of inductance of machine side rectifier (11)5.2.4 Selection of diode side rectifier diode (12)5.2.5 Selection of capacitor of DC bus side filter (12)5.2.6 Selection of IGBT for machine side rectifier and net side inverter (13)5.2.7 Design of output filter (13)6 Simulation experiment of the converter of direct drive wind power system (15)6.1 Simulation experiment of wind power grid converter system (15)6.2 Simulation results analysis (18)References (18)Acknowledgement (20)风力发电并网控制的变流器研究设计张磊(山东农业大学机械与电子工程学院泰安 271018)摘要:随着当今社会经济的发展,对电能的需求量日益增加,可再生新能源也越来越成为人们的“新宠儿”。

风能作为一种可再生重要的清洁新能源也渐渐引起人们的青睐和重视,已逐渐成为可再生能源的开发利用、国家面对能源危机的共同选择,经过近些年的飞速发展,已逐渐成为我国三大能源之一,风力发电技术也随之获得迅猛发展,并日臻成熟。

在风力发电技术领域,尤其是并网控制方面,变流器是系统并网最重要的部件之一,因此对它的研究显得更加重要。

本篇论文先简要介绍了可再生能源中风力发电的发展现状以及发展趋势,风力发电技术在发电过程中的分类构造类型,比较其优缺点。

紧接着,主要从电力电量、电网潮流、电能质量、电压及功率等四个方面说明在风电并网中,对系统大、小电网所形成的冲击影响[1],介绍在风力发电中变流器的类型和部分发展趋势的探求。

本文主要介绍了直驱式风电变流器的基本原理和数学模型和双馈式风电变流器的基本原理和数学模型,并且更加侧重于直驱式风力发电在并网控制过程中的变流器设计。

为了获得并网系统的运行安全稳定性,在MATLAB仿真平台中搭建发电机侧整流器的风力发电并网变流器系统的仿真模型进行仿真实验。

仿真结果表明,本文设计的风电并网变流器以及控制策略具有科学性和合理性。

关键词:风力发电变流器并网控制直驱式风机Research and design of converter for grid connected controlof wind powerLei Zhang(Mechanical & Electrical Engineering College of Shandong Agricultural University, Tai’an,Shandong 271018)Abstract:With today's social and economic development, the increasing demand for electrical energy, renewable energy, also has become more and more people, "the new darling." Wind energy as a renewable important new clean energy has gradually attracted people's favor and attention, has gradually become the development and utilization of renewable energy, the country is faced with the common choice of the energy crisis, after the rapid development in recent years, has gradually become one of China's three major energy, wind power generation technology also followed the rapid development, and maturity.In the field of wind power generation technology, especially in grid control, the converter is the most important part of the grid connected system, so it is more important to study it.. This paper briefly introduces the development of renewable energy sources of wind power and the development trend of wind power generation technology in the classification of the construction process of the type, comparing their advantages and disadvantages. Immediately after that, mainly from power, power flow, power can four aspects of quality, voltage and power of description in grid connected wind power, large and small system grid formed by the impact of [1], the search in wind power converter type and part of the development trend.Are introduced in this paper the basic principle and mathematical model of the basic principle and mathematical model of wind power converter and doubly fed wind power converter direct drive, and more focused on the direct drive wind power generation in the grid control in the process of the design of the converter.In order to obtain the security and stability of the grid connected system, the simulation model of the wind power grid connected converter system of generator side rectifier is built in the MATLAB simulation platform.. The simulation results show that the wind power grid converter and the control strategy are scientific and reasonable..Keywords: Wind power converter and grid connected control of direct drive wind turbine1 引言1.1 课题背景及意义在当今世界中,环境的恶化、能源的枯竭已经成为制约人类社会发展的重大问题。

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