恒速风电论文
风力发电毕业论文
风⼒发电毕业论⽂风⼒发电毕业论⽂⽬录摘要............................................................ I 前⾔ (1)1 风⼒发电的现状背景和意义 (2)1.1 风⼒发电的现状 (2)1.2 风⼒发电的潜⼒ (3)1.3 发展风电刻不容缓 (4)2 风⼒发电机 (5)(⼀)风⼒发电机主要类型 (5)2. 1 恒速风⼒发电机 (5)2. 2 有限变速风⼒发电机 (5)2. 3 变速风⼒发电机 (5)(⼆)不同风⼒发电机的综合⽐较 (7)2. 4 年能量利⽤率和经济性的对⽐分析 (7)2. 5 不同类型风⼒发电机市场应⽤情况 (7)3 风⼒发电控制技术 (9)3.1 变桨距风⼒发电技术 (9)3.2 主动失速／混合失速发电技术 (9)3.3 变速风⼒发电技术 (9)3.4风⼒发电系统的智能控制 (10)3.5 模糊控制 (10)3.6 神经⽹络控制 (10)3.7技术发展趋势展望 (11)4 未来发展的建议 (12)参考⽂献 (13)致谢 (14)前⾔⾃然界的风是可以利⽤的资源，然⽽，我们现在还没有很好的对它进⾏开发。
这就向我们提出了⼀个课题：我们如何开发利⽤风能？⾃然风的速度和⽅向是随机变化的，风能具有不确定特点，如何使风⼒发电机的输出功率稳定，是风⼒发电技术的⼀个重要课题。
迄今为⽌，已提出了多种改善风⼒品质的⽅法，例如采⽤变转速控制技术，可以利⽤风轮的转动惯量平滑输出功率。
由于变转速风⼒发电组采⽤的是电⼒电⼦装置，当它将电能输出输送给电⽹时，会产⽣变化的电⼒协波，并使功率因素恶化。
因此，为了满⾜在变速控制过程中良好的动态特性，并使发电机向电⽹提供⾼品质的电能，发电机和电⽹之间的电⼒电⼦接⼝应实现以下功能：⼀，在发电机和电⽹上产⽣尽可能低的协波电波；⼆，具有单位功率因素或可控的功率因素；三，使发电机输出电压适应电⽹电压的变化；四，向电⽹输出稳定的功率；五，发电机磁转距可控。
浅谈变速恒频风电系统中的作用
浅谈变速恒频风电系统中的作用【摘要】本文介绍了变速恒频风电系统的优点及其控制方案，交流励磁双馈电机的优点和基本原理，同时对双馈电机在变速恒频风电系统中的应用进行了实验研究。
【关键词】变速恒频风电系统控制方案交流励磁双馈电机随着人们对风能的重视，风力发电由单机运行逐渐发展为并网发电，同时容量也在逐渐增大。
在风力发电中，当风力发电机组与电网并网时，要求风力发电机组发电的频率与电网的频率保持一致，即保持频率恒定。
但风力发电机发出的电能，其频率、电压、波形等都是不稳定的，对这样的电能只有经过处理与控制，才能并网。
为充分利用不同风速时的风能，我们对风电系统的控制方案做了深入的研究，并提出了实用且适合于风力发电的变速恒频技术。
１变速恒频风电系统恒速恒频和变速恒频风电系统是现代并网风电机组的两种类型。
恒速恒频风电系统结构简单，整机造价低、安全系数和可靠性较高，在现在的风力机市场上占有较大份额，但恒速运行对风能的利用效率不高。
变速恒频风电系统是20世纪70年代中期以后发展起来的一种新型风力发电系统，风力机跟随风速的变化而变速运行，保持基本恒定的最佳叶尖速比，风能利用系数最大。
与恒速恒频风电系统相比，其主要优点是：１．１系统转换效率高。
变速运行的风力机以最佳叶尖速比、最大功率点运行，最大限度的利用风能，提高了风力机的运行效率，和恒速恒频风电系统相比年发电量一般可提高10％以上。
1．2 机电系统间的刚性连接变为柔性连接。
当速跃升时，吸收阵风能量以飞轮能量的形式存储在机械惯性中，减少机械应力和转矩脉动，延长风机寿命。
当风速下降时，高速运转的风轮能量释放出来变为电能送给电网。
1．3 具有同步电机运行特点，功率因数可调。
不消耗电网无功功率，还可改善电网功率因数，提高发电质量。
1．4 可使变桨距调节简单化。
只需采取适当的限速措施，在限速运行区允许转速有一定范围的波动，从而降低风力机机械部分的造价，并能提高运行的可靠性。
1．5 便于和电力系统并网，操作简单，运行可靠，不会发生振荡和失步，减少运行噪声，可进行动态功率和转矩脉动补偿。
本科毕业论文-—风力发电系统控制模型建立和仿真分析
摘要风能作为一种清洁的可再生能源，在当今能源短缺的情况下，变的越来越重要。
由于风的不稳定性和风力发电机单机容量的不断增大，使风力发电系统和电网的相互影响也越来越复杂，因此，对风力发电系统功率输出的稳定性提出了更高的要求。
控制系统对提高风力发电系统功率输出的稳定性有很大的作用，所以有必要对控制系统和控制过程进行分析。
本设计主要依据风力发电机组的控制目标和控制策略，通过使用电力系统动态模拟仿真软件PSCAD/EMTDC，建立变桨距风力发电机组控制系统的模型。
为了验证控制系统模型的可用性，建立风力发电样例系统模型，对样例系统进行模拟仿真，并对所得的仿真结果进行了分析，从而证实了风力发电机组控制系统模型的可用性,然后得出了它的控制方法。
通过对风力发电机组控制系统的模拟仿真，可得如下结论：风力发电机变浆距控制属非线性动态控制，在风力发电机组起动时，通过改变桨叶节距来获得足够的起动转矩，达到对风轮转速的控制的目的；当风速高于额定风速时，通过自动调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，满足风力发电系统输出功率稳定和功率曲线优化的双重要求。
关键词：风力发电；控制系统；PSCAD/EMTDC；仿真分析AbstractThe wind energy which is used as a kind of clean and reproducible energy, nowadays gets more and more important in the energy scarcity cases. Because instability of the wind and continuous enlarging capacity of the single machine in wind power generation, mutual effect between the wind power system and the grid is more and more complicated, so the higher demand is brought forward about the stability of output power of the wind power generation system. The control system may enhance the stability of output power, therefore we have the necessity to analyses control system and the control processes.The design mainly bases on the control target and strategies of the wind power generation. We have established the alterable pitch control model using the power system dynamic simulation software PSCAD/ EMTDC. Also we have established the model of the wind power system for validating the usability of the controller model. We have simulated the whole system and analyzed the result of simulation, and confirmed the usability of the controller model and its control method.We have simulated the control system model of the wind power generation, and got a conclusions: The alterable pitch control of wind power generation is the non-linear dynamic control, control system changed pitch angle for acquiring starting torque while the wind power generation started; we adjusted the pitch angle for changing angle which airflow blow vane , when the wind speed exceed rated speed, then changed the torque of aerodynamics for Satisfing dual demand which are steady power output of the wind power generation and optimizing the power curve .Keywords: Wind power generation; Control system; PSCAD/ EMTDC; Simulation and analysis毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
恒速恒频风力发电系统的数学模型
恒速恒频风力发电系统的数学模型为了研究风电场对电力系统的影响，需要建立合理的风电场数学模型，为进一步仿真分析奠定基础。
按照本课题研究的要求，我们先后建立了异步发电机的稳态数学模型和动态数学模型，其中动态数学模型包括风速模型风轮机、传动机构和异步发电机的模型。
本文以恒速恒频风力发电系统为研究对象，它主要由风力机和异步风力发电机等主要元件组成。
我们着重于风电场与系统相互影响问题的研究，与之密切相关的环节，其数学模型将详细地描述。
数学模型的建立为研究风电场的运行特性和风电场并网运行带来的稳定问题以及研究电力系统接入一定规模的风电场的可行性提供了基本的工具。
2.1 风电场及风力发电机组简介风力发电场是将多台并网风力发电机安装在风力资源好的场地，按照地形和主风向排成阵列，组成机群向电网供电，简称风电场。
风力发电形式可分为“离网型”和“并网型”“离网型”有：(1)单机小型风力发电机；(2)并联的小型或大型孤立的风力发电系统；(3)与其它能源发电技术联合的发电技术，如风力／柴油发电机联合供电系统。
“并网型”的风力发电是规模较大的风力发电场，容量大约为几兆瓦到儿百兆瓦，由于十台甚至成百上千台风电机组构成。
并网运行的风力发电场可以得大大电网的补偿和支撑，更加充分的开发可利用的风力资源，也是近儿年来风电发展的主要趋势。
在日益开放的电力市场环境下，风力发电的成本也将不断降低，如果考虑到环境等因素带来的间接效益，则风电在经济上也具有很大的吸引力。
风电场的发电设备为风力发电机组，发电机经过变压器升压与电力系统连接，如图2．1图2-1风电场与电力系统连接图在风场内，风机与变电所之间的连接有两种方式：场地布置相对集中时用电缆直埋；场地布置相对分散时用架空lOkV 线路。
一般有两种供电方式如图2-2：一是采用一台风机经一台箱式变电站就近升压；二是采用两台或多台风机经一台箱式变电站就近升压。
2.2 异步发电机的稳态数学模型为了研究风电场对电力系统的影响，需要建立合理的风电场数学模型，为进一步仿真分析奠定基础。
变速恒频风力发电技术综述
变速恒频风力发电技术综述摘要：随着世界经济的深入发展和国际工业化进程的加快，世界各国对能源的需求日益增加，能源消耗速度不断增长，煤炭、石油等常规能源逐渐枯竭。
为了缓解能源危机，人类越来越重视可再生能源的利用，而风能作为一种取之不尽、用之不竭、清洁无污染、具有大规模开发利用前景的能源，是可再生能源中最廉价、最具潜力的“绿色能源”。
风力发电是利用风能的一种有效形式，它通过风力发电机的旋转将风能转化为可以方便利用的电能。
利用风能发电由于其“环保节能”的特点，已经引起了许多国家的关注。
关键词：风力发电；风力机；变速恒频；发展趋势；风力发电正在以前所未有的速度发展,变速恒频风力发电是一门新技术。
介绍了风力发电机的组成和分类。
通过和恒速恒频风力发电机进行比较,分析了变速恒频风力发电技术的优点。
展望了风力发电的前景。
一、变速恒频风力发电技术的优点风力发电机主要由风力机、发电机和其他辅助部件组成。
大中型风力发电机组大多采用异步发电机,因为它制造简单,并网容易,励磁功率可直接从电网中获得。
风力机组主要有两种类型:定桨距失速型风力机和变桨距风力机。
定桨距失速型风力机利用风轮叶片翼型的气动失速特性来限制叶片吸收过大的风能,功率调节由风轮叶片来完成,对发电机的控制要求比较简单。
这种风力机的叶片结构复杂,成型工艺难度较大。
而变桨距风力机则是通过风轮叶片的变桨距调节机构控制风力机的输出功率。
由于采用的是异步发电机,无论是定桨距还是变桨距风力发电机,并网后发电机磁场旋转速度由电网频率所固定,异步发电机转子的转速变化范围很小,转差率一般为3%～5%,故属于恒速恒频风力发电机。
恒速恒频风力发电机的主要缺点有以下几点:一是风力机转速不能随风速而变,从而降低了对风能的利用率;二是当风速突变时,巨大的风能变化将通过风力机传递给主轴、齿轮箱和发电机等部件,在这些部件上产生很大的机械应力;三是并网时可能产生较大的冲击电流。
变速恒频风力发电技术是目前国内外风力发电技术的最优化方案,这是20世纪70年代发展起来的一种新型发电方式,它将电力电子技术、矢量变换控制技术和微机信息处理技术引入发电机控制之中,获得了一种全新的、高品质的电能获取方式。
刍议变速恒频风力发电技术
刍议变速恒频风力发电技术摘要：随着世界范围内市场经济的迅猛发展，全球能源资源的消耗速度也不断增加，对地球的自然生态环境造成了日益严重的威胁。
在此情况下，寻找新能源并进一步推进环保技术的发展势在必行。
其中，风力发电技术作为一种绿色环保的发电技术，得到了越来越广泛的关注与认可。
本文主要从我国风力发电的现状入手，深入探究变速恒频的现代化风力发电技术的优点及技术原理等，这也已成为当前研究的一项重要课题。
关键词：变速；恒频；风力；发电；技术引言众所周知，在市场经济发展越来越迅速的当今社会，全球范围内所面临的能源资源形势也越来越严峻。
特别是随着我国改革开放初期对能源资源的过度开发与利用，致使我国的能源危机与环境污染问题也日渐凸显出来。
因此，为进一步实保护现生态环境，促进经济可持续发展的战略目标，积极研究绿色环保的风力发电技术，已成为当下一项十分迫切的需求。
在此时代背景下，关于变速恒频发电技术的研究也受到越来越多的关注。
一、我国风力发电技术的发展概述风能作为一种绿色可再生能源，在能源资源愈加匮乏的当今社会得到了越来越广泛的关注与应用。
事实上，早在20世纪50年代，风力发电的相关理念与技术就已经在我国慢慢兴起。
特别是到80年代后期，我国的风力发电技术得以广泛发展。
截至目前，我国的多个地方都已经建立起了风力发电厂，并在不断地对风力发电技术进行着积极的研究。
当然，不同国家、不同地区的实际情况不尽相同，其对风能的利用程度也大不相同。
特别是在传统的恒速恒频的风力发电技术中，我们对风力的利用率比较低。
但是，随着近年来变速恒频风力发电技术的广泛推广与应用，我们对风力的利用率越来越高，我国风力发电的效率得以大大提升。
二、变速恒频风力发电工作原理与技术分析所谓的变速恒频风力发电技术，实际上就是一种将电力电子技术、矢量变换控制技术以及微机信息处理技术等现代化高科技技术引入到发电机控制中的新型发电方式。
这也是我国当前使用的风力发电技术中最优化的一种技术方案。
对推动风电产业快速发展的相关因素进行分析的论文
对推动风电产业快速发展的相关因素进行分析的论文对推动风电产业快速发展的相关因素进行分析的论文风电产业的迅速发展，逐渐改变了人们的生活方式，合理的电价政策和补偿机制使电力的使用率大大提高，众所周知，电的利用率是所有资源中所占最高的，同时风电也是最环保的能源，不像不可再生资源煤炭的燃烧发电一样，会产生大量污染环境的气体，而且燃烧煤炭的量与所产电量相差甚多，其转化率较低，而且风电产业的发展经济适用、应时应景，与环保理念相呼应，所以说风电产业的发展是社会发展的必然要求。
一、顺应国家发展的潮流根据我国的基本国情，不难发现，作为一个工业大国，我国对资源的消耗量向来都是最大的，这就逐渐与环境形成了一种恶性循环，国家发展要燃煤，燃煤污染环境，污染环境又需要整治，然后就会拖慢社会经济的发展速度，而且煤炭又属于不可再生资源。
这样的循环只能利用对环境污染较小的能源才能被打破，所以，发展新兴产业能源代替煤炭发电是国家发展的必然要求，所以国家必须加大对新兴产业开发的研究力度。
结合我国的实际情况和自然条件观察，风力发电是最好的选择，既能减少风能对环境的影响又能产生大量的电能，同时不像太阳能发电一样，都会有或多或少的限制条件，比如只有在阳光的时候才可以发电。
所以，我国新兴的风电产业符合基本国情，顺应了国家发展的潮流，只有大力发展风力发电，才能推动风电产业的快速发展。
二、保证风能的高效利用我国有着充足的风力资源，地图上的东北、陕北和西北地区被统称为“三北”，是我国实施风力发电的'主要地区，而且风力资源作为一种可再生的清洁能源，除此之外，风能还有巨大的能量，有广阔的应用前景。
正因为我国有着如此充足的风力资源，所以目前风能在我国已经成为了第三大产电能源，并且已经超越了核能。
所以围绕着风能这一新能源的快速发展和充分利用问题，国家加大了对风电产业的技术投入，为风电产业的快速发展提供了有利条件。
正是科学技术的大量投入，才使风电产业对风能的高效利用提供了科技条件。
变速恒频风力发电系统运行与控制研究
变速恒频风力发电系统运行与控制研究一、本文概述随着全球对可再生能源需求的不断增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
变速恒频风力发电系统作为风力发电的一种重要形式，其运行与控制策略的研究对于提高风力发电的效率和稳定性具有重要意义。
本文旨在深入研究变速恒频风力发电系统的运行与控制技术，探讨其在实际应用中的性能表现和优化策略。
文章首先介绍了变速恒频风力发电系统的基本原理和组成结构，包括风力发电机组、变速恒频控制器、并网逆变器等关键部分。
然后，文章重点分析了变速恒频风力发电系统的运行特性，包括风速变化对系统运行的影响、最大功率跟踪策略的实现等。
在控制策略方面，文章详细探讨了变速恒频风力发电系统的控制技术，包括变速恒频控制、最大功率跟踪控制、并网控制等。
文章还分析了现有控制策略的优缺点，并在此基础上提出了一种优化的控制策略，以提高系统的运行效率和稳定性。
文章通过仿真实验和现场测试验证了所提控制策略的有效性和可行性，为变速恒频风力发电系统的实际应用提供了理论支持和技术指导。
本文的研究对于推动风力发电技术的发展，提高风力发电系统的运行效率和稳定性具有重要意义。
二、变速恒频风力发电系统基本原理变速恒频风力发电系统（Variable Speed Constant Frequency Wind Power Generation System, VSCF-WPGS）是一种新型的风力发电技术，其核心在于通过变速运行的风力发电机组，实现电网频率的恒定输出。
这一系统相较于传统的恒速恒频风力发电系统，具有更高的风能利用率和更好的电网适应性。
VSCF-WPGS的基本原理主要基于风力机、发电机以及控制系统的相互作用。
风力机通过风轮捕获风能，并将其转换为机械能。
由于风速的自然变化，风轮的转速也会相应变化，这就是所谓的“变速”特性。
接着，这种变化的机械能传递给发电机，通过电磁转换过程，将机械能进一步转换为电能。
变速恒频风力发电关键技术研究
变速恒频风力发电关键技术研究1、本文概述随着全球对可再生能源需求的不断增加，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。
变速恒频风力发电技术作为风力发电领域的一项重要技术，具有显著的优势和应用前景。
本文旨在对变速恒频风力发电的关键技术进行深入研究，为推动风力发电技术的可持续发展和优化提供理论支撑和实践指导。
本文将首先介绍变速恒频风力发电技术的基本原理，包括其概念、特点以及在风力发电中的应用。
随后，本文将重点分析变速恒频风力发电系统中的关键技术，如风力涡轮机控制策略、最大功率跟踪控制、能量转换和并网技术等。
通过对这些关键技术的深入研究，本文旨在揭示变速恒频风电发电技术的核心机理，并探索其在实际应用中的优化策略。
本文还将对变速恒频风力发电技术的发展趋势进行展望，分析该技术目前面临的挑战和未来的发展方向。
本文将对研究成果进行总结，并对变速恒频风力发电技术提出进一步的研究和改进建议，为风力发电领域的技术创新和应用推广提供参考。
2、变速恒频风力发电技术的理论基础变速恒频风力发电技术是一种先进的风力发电技术，其核心在于在风速变化的情况下调整风力涡轮机的速度以保持恒定的输出频率。
该技术的理论基础主要涉及风机特性、发电机控制理论和电力电子技术。
风力发电机的特性是变速恒频风力发电技术的重要基础。
风力涡轮机在不同风速下的功率输出特性是非线性的，受到空气密度、叶片角度、叶片形状等多种因素的影响。
为了充分利用风能，实现变速恒频发电，有必要对风力涡轮机的特性进行深入的研究和优化。
这包括通过控制叶片角度来调节风力涡轮机的速度和功率输出，以及通过优化叶片形状来提高风能转换效率。
发电机控制理论是变速恒频风力发电技术的核心。
发电机是风力发电系统中的关键设备，其控制策略直接影响系统的性能。
在变速恒频风力发电技术中，发电机需要能够根据风速的变化调整转速，以保持输出电能的频率不变。
这需要通过先进的控制算法来实现，如最大风能跟踪控制、功率控制等。
变速恒频风电机组交流励磁调节装置设计毕业论文
毕业设计设计题目：变速恒频风电机组交流励磁调节装置设计变速恒频风电机组交流励磁装置设计摘要目前，风力发电是我国政府正在大力发展的清洁能源，但风力发电有它自身的特点，就是风速是变化不定的。
要想得到人们想要的合格电能，就要对风电机发出的电进行变换，或对风电机本身进行改进。
但是，前者电力电子变换装置所需容量较大，电压和功率因数调节比较困难，近年电力电子技术的发展使对风电机本身的改进成为可能。
励磁装置的功能是实现风电机组的变速恒频运行，即发电机转子的转速是可变的，而发电机输出电压的频率是恒定的。
励磁装置采用IGBT组成三相桥式逆变电路，由它来给绕线式异步发电机提供励磁电流。
电机的转速通过测速发电机实时监测。
转速信号输入S7-200的模拟量输入模块，经计算从PLC输出脉冲串，再经过驱动放大，控制IGBT的开通与关断，使逆变电路输出符合期望的PWM波形，即符合转子三相合成旋转磁场旋转速度为同步转速的三相交流电。
根据运行状况，给风电机的励磁电流可以是直流也可以是交流。
在最大风速时，可以保证同步转速。
风速减小时，通过给转子绕组提供交流励磁，使风电机输出电压能保持50Hz。
这样就实现了风力发电机的变速恒频运行。
关键词：风力发电变速恒频交流励磁IGBT PLCThe Design of AC excitation device of Variable speed and constantfrequency wind powerAbstractCurrently, wind power is clean energy vigorously developing in government of china，but wind power has its own characteristics, the wind speed is fluctuated. To get qualified power people want，the electricity will be transformed or improvement of the wind turbine itself. However, the former is larger capacity requirements for power electronic conversion device，voltage and power factor is difficult to adjust. However, due to the development of power electronics technology in recent years，the wind turbine of improvements is possible.The features of excitation device is to achieve running of variable speed and constant frequency of the wind turbine. Variable speed and constant frequency , the rotor speed of the wind turbine is variable, while the frequency of the voltage of the generator is a constant.Therefore, to design a device different from the previous exchange excitation device. AC excitation device is a three-phase bridge inverter circuit, by it to provide excitation asynchronous generator. According to operating conditions, the excitation current to the motor can be DC can also be exchange. the synchronous speed can be guaranteed, when the maximum wind speed is maximum.Wind speed is reduced, by providing AC excitation to the rotor winding, the output voltage can maintain 50Hz.The speed of motor is maintained through the tachometer generator real-time monitoring. Speed signal will input analog input module of PLC, calculating, then high-speed burst is output by PLC , then after driving to enlarge, to control the opening and turn-offing of IGBT.Finally the inverter output PWM waveforms expected.The wind turbine's variable speed constant frequency operation is achieve.Key words: wind power variable speed constant frequency AC excitation IGBT PLC目录1 引言 (1)1.1 目的及意义 (1)1.2 研究现状及前景 (2)大型风力发电机的主流机型 (4)2交流励磁的原理介绍 (5)交流励磁的原理介绍 (5)实现变速恒频的理论分析 (5)3变频装置的结构及工作原理介绍 (7)3.1 IGBT介绍 (7)3.1.1 IGBT的结构与特性 (7)3.1.2 IGBT的额定电流计算 (8)逆变电路的基本原理 (9)三相电压型逆变电路 (9)4三相桥式整流电路 (12)5 PWM控制技术介绍 (13)控制的基本原理 (13)5.2 PWM波形的生成 (14)5.3 PWM逆变电路及其控制方法 (17)计算法 (17)5.3.2 调制法 (17)6 门极控制信号的产生 (19)门极控制信号的产生 (19)宽度可调脉冲输出PWM介绍 (19)7转速测量与转换 (21)8 IGBT驱动电路 (23)9 PLC梯形图 (27)10 结论 (34)参考文献 (36)外文资料 (37)1引言目的及意义风力发电就是将风能经由机械能转换为电能的过程，其中整个系统的核心部分是负责将机械能转换为电能的风力发电机及其控制系统，这部分的运行状况直接影响着整个系统的性能。
风力发电机论文
风力发电机论文目录摘要... (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[”】......... (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…… …一．19．第3章风力发电机的设计……… …．．25．3.1概述‘11】.........． (25)3.2风力发电机.........．． (25)3.2.1风力发电机的结构… …一．25．3.2.2风力发电机的原理… …一．26—3.3三相异步发电机的电磁设计～…．．…一．27·3.3.1 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]…… …，．．27．3.3.3三相异步发电机的电磁设计方案… …一．28—3.3.4三相异步发电机电磁计算程序…… …一．29．结束语… …．．40．参考文献……．…．．41．致谢… …．．42．d O C'户豆丁风力发电机的设计及风力发电系统的研究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。
变速恒频风力发电技术优势及应用探索
变速恒频风力发电技术优势及应用探索摘要：变速恒频风力发电技术是比较重要的风力发电技术之一。
本文通过分析风力发电技术的基本现状，深入探讨变速恒频风力发电技术的重要性及其优势，并对变速恒频风力发电关键技术原理与实际应用进行分析研究。
关键词：变速恒频；风力发电技术；优势在自然能源的开发利用中我国具有绝对的优势无论是在森林资源、煤矿资源还是水资源的应用中者日取得了较大的进展但是这些资源都处于不可再生或供应量紧缺的现象，为了实现生态、经济和资源的可持续发展必须要对太阳能、风能和潮汐能等进行开发利用。
目前我国的风力发电技术已经得到了较多地区的普遍使用其中变速恒频风力发电是主要的应用技术为了保证此项技术的可靠应用必须掌握其关键技术。
1.风力发电及变速恒频风力发电技术1.1 风力发电概述风力发电体现了人类对自然资源的充分利用。
风力发的主体技术是通过对风压的利用，带动风车叶片不断旋转，以风车旋转的机械带动相应的发电机组，最终将风能化为电能。
虽然各国对风能源都有不同程度的开发，但无论是在国外还是在国内，在风能源的利用上均处于初级阶段。
从某种角度而言，较强的自然风对人们的日常生活有积极与消极两方面影响。
积极影响体现为，其能够转化成电能，为人们的生产与生活提供助力。
消极影响体现为，可能会对生态环境造成破坏。
因此，使用技术合理开发风能，并不断提升风能利用效率，不仅填补能源缺口，也能从侧面降低强风对生产与生活造成的危害。
1.2 变速恒频风力发电技术变速恒频是常见的风力发电系统之一，该系统中发电机转速与风速变化有密切的关系，二者呈正相关。
在此基础上，采用一定的控制手段就可以实现恒定的频率。
在风速发生变化的情况下，风力机实现变速运行，将会充分提高对风能的利用效率。
目前，变速恒频风力发电技术已经被广泛应用于清洁能源领域中。
根据对变速恒频风力发电技术的分析，总结该技术较常应用的变速恒频控制方案，体现为以下几种类型：第一种类型为笼型异步发电机系统。
恒速恒频风力发电系统原理及仿真
恒速恒频风力发电系统原理及仿真摘要：介绍了两种恒速恒频发电系统的基本原理，然后在建立的数学模型的基础上进行了包含风电场的电力系统动态仿真，结合实例从多个方面对风力发电系统进行分析。
关键词：恒速恒频发电系统 MATLAB-SIMULINK 动态仿真0 引言在风力发电中，当风力发电机组与电网并网时，要求风电的频率与电网的频率保持一致。
在风力发电过程中，保持风车的转速(也即发电机的转速)不变，从而得到恒频的电能的方式称为恒速恒频发电系统。
由于风速的变化，异步风力发电机组输出的有功功率和吸收的无功功率也要随之发生变化，使得风力发电机组始终处于一个动态过程，与其相连的电网将持续受到风电场波动功率源的干扰。
因此，当风电场容量发展到一定规模时，风电对系统的影响在严重情况下可能会导致系统动态失去稳定。
[1-2]1 恒速恒频发电机系统的构成恒速恒频发电机系统的电机部分分为两种：一种是同步电机作为发电机，同步风力发电装机在风电发展初期曾被广泛利用，但因其特性给并网带来了很大的困难，因此逐渐被取代。
由于同步发电机本身固有的特性,将其移植到风电机组中使用时，效果不甚理想，这是由于风速随机变化,作用在转子上的转矩很不稳定，使得并网时其调速性能很难达到期望的精度，若不进行有效地控制,常会发生严重的振荡和失步，对系统造成严重影响。
同步发电机的并网控制如下：当风速超过切入风速时，启动风电机组，当发电机被带到接近同步速时，启动励磁调节器，给发电机励磁,使发电机的端电压接近电网电压。
在几乎达到同步速时,检测出断路器两侧电位差，当其为零或非常小时，合闸并网，此时只要接近同步转速,就可使并网瞬态电流减至最小，因而发电机组和电网受到的冲击也最小。
但要求风力发电机组调节器调节转速，使发电机频率偏差达到容许值时方可并网，因此对调节器的要求较高。
另一种是异步电机，因为其构造简单，并网容易，所以被大量使用，其组成的发电系统结构如图1[3]图1 异步风机风电场结构图2恒速恒频系统MATLAB-SIMULINK仿真2.1 风速模型基本风+渐变风模拟仿真仿真中，采用基本风和基本风+渐变风模拟风速，基本风为8m/s，渐变风为从2s到5s线性增加，渐变风风速最大值3m/s。
一种提升恒速恒频风场低电压穿越能力的新方法
一种提升恒速恒频风场低电压穿越能力的新方法周临原 刘进军 周思展 刘方诚西安交通大学电气工程学院，西安 710049Email ：zhoulymail@摘 要 近年来随着风能利用量的增加，风场的容量不断扩大，电网公司对风场低电压穿越的要求越加严格。
文章分析了恒速恒频风力发电系统提升低电压穿越能力的主流方法并进行了比对，进而提出了结合无功补偿和串联制动电阻联合提升恒速恒频风力发电系统低电压穿越能力的方法，可以在满足系统快速性和稳定性的同时降低成本，并减小串联制动电阻阻值和阈值设计的难度。
关键词 低电压穿越，恒速恒频风力发电系统，无功补偿，串联制动电阻A Novel Method to Improve Low V oltage Ride-Throughof Fixed Speed Wind FarmsAbstract: Low Voltage Ride-through (LVRT) is now required for connection of large wind farms in most power systems. This paper analysis and compares the main methods used to realize LVRT performance. A novel method combines reactive power compensation with series dynamic breaking resistor to improve the LVRT performance is proposed in this paper. Analyses indicate that good LVRT performance can be achieved with low rating reactive power compensation using the new approach. It is also proved that the combination will help on the design of SDBR.Key word : Low Voltage Ride-Through ；Reactive Power Compensation ；Series Dynamic Breaking Resistor1．引言 恒速恒频风力发电系统低电压穿越的主要实现手段是桨距角控制和无功补偿。
大型恒速恒频风电场并入输电网的动态特性研究的开题报告
大型恒速恒频风电场并入输电网的动态特性研究的开题报告一、研究背景风能是一种非常重要的清洁能源，特别是在当前全球环保形势下，越来越受到重视。
然而，与传统化石能源不同，风能发电存在着天气和地理等自然条件的制约，这使得风电场的发电量不一定稳定。
因此，如果不能适应风电的波动性，电网可能会发生很多稳定性问题，对电力系统运行造成影响。
为减少这些影响，大型恒速恒频风电场并入输电网就显得尤其重要。
因此，本文的研究旨在探讨大型恒速恒频风电场并入输电网的动态特性。
二、研究意义本研究的意义在于：1. 对电力系统中恒速恒频风电场的并入进行深入探讨，为提高电力系统的可靠性和稳定性提供理论依据；2. 帮助电力系统的规划者和管理者更好地评估并建设大型风电场的运营和维护；3. 探究恒速恒频风电场并入输电网的动态特性对电力系统的影响，对电网稳定性的分析有助于为电力系统的规划者和管理者提供全面的、准确的决策。
三、研究内容本文主要研究以下内容:1. 大规模恒速恒频风电场的特性研究，包括风机的特点、控制方法等;2. 分析大型恒速恒频风电场并入输电网的电力特性，研究其对电网稳定性的影响;3. 在Matlab/Simulink仿真软件上建立大型恒速恒频风电场并入输电网的模型，通过实例，验证电网的稳定性和可靠性；4. 根据仿真结果，提取恒速恒频风电场并入输电网的动态特性曲线，以便更好地指导电力系统的规划者和管理者。
四、研究方法本文主要采用实例研究和数值仿真。
在实验前，对恒速恒频风电场的基本特性进行研究，了解电机的性质和特点、控制方法等。
然后，建立大型恒速恒频风电场并入输电网的模型，利用Matlab/Simulink仿真，通过数据模拟分析电网的电力特性和稳定性。
通过模拟实验数据的分析，提取恒速恒频风电场并入输电网的动态特性曲线，从而为电力系统规划和电力网络应急管理提供一些较好的参考。
五、论文框架本文的论文结构如下：第一章：绪论;第二章：大型恒速恒频风电场概述；第三章：大型恒速恒频风电场并入输电网的电力特性；第四章：大型恒速恒频风电场并入输电网的模型建立及仿真分析；第五章：模拟分析数据结果分析；第六章：恒速恒频风电场并入输电网的动态特性曲线提取；第七章：结论与展望。
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水平轴结构是当前最常见、最成熟的布置方案，适用功率从50W到几兆瓦不等。由于转速越高风电体积越小，因此风力机常采用两或三片叶片的高速风轮形式，其中三叶片风轮在机械和空气动力学上更具优势。水平轴式风电机组机舱中主要布置有桨叶、变桨距结构、增速齿轮箱、发电机、电力电子功率变换器、控制柜、变压器、输电线以及偏航系统、防缠绕系统、制动系统等重要功能部件。
因为异步机是一个高阶、强耦合的系统，为了实现转矩和磁链之间的解耦控制，以提高调速系统的动静态性能，必须对异步电动机的数学模型进行坐标变换。坐标变换常遵循原则为：
①确定电流变换矩时，应遵守变换前后所产生的旋转磁场等效的原则；
②为了矩阵运算的简单、方便，要求电流变换矩阵应为正交矩阵；
③确定电压变换矩阵和阻抗变换矩阵时，应遵守变换前后电机功率不变的原则，即变换前后功率不变。
1.2风力机2
1.2.1简介2
1.2.2风轮机的数学模型2
1.3风力机的功率调节3
1.4传动装置3
1.4.1传动装置简介3
1.4.2传动装置的模型3
1.5风力发电机3
1.5.1异步电机的数学模型3
1.6无功补偿的数学模型5
1.7电网5
第二章恒速恒频风力发电系统并网运行仿真6
2.1风速仿真6
2.1.1风速模型6
图1.1恒速恒频风力发电系统结构图
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风轮机把风的动能通过风转轮转换成机械能，这种二次能量可采用不同的方式加以利用，如磨坊、提水。发电或其他可能的能量转换方式。风轮机应尽可能设计得最佳，尽可能多的转换能量，达到良好的经济效益。
目前，风力机主要有水平轴和垂直轴两种类型，垂直轴风力机转轴垂直放置，其Φ型叶片绕轴旋转，能从任意方向获取风能，因而可不依赖于风向做发电运行。缺点是无自动启动能力，功率和效率比水平轴风力机低，较为少见。
2.1.2基本风6
2.1.3阵风6
2.1.4渐变风6
2.2风力机的仿真7
2.3鼠笼型异步电机仿真7
2.4无功补偿设备和无穷大系统的仿真8
第三章并网的仿真结果分析9
3.1各种风速下的运行情况9
3.2风电场出口短路故障运行情况11
3.3总结13
第四章结论和展望14
4.1结论14
4.2展望14
致谢15
参考文献16
关键字：风力发电，恒速恒频，异步电机，电力系统故障
ABSTRACT
Wind energy is the form of a conversion of solar energy is an important natural energy. Sun to the Earth's surface, Earth's surface throughout the heat generated temperature difference, thus the formation of wind caused by atmospheric convection. According to the estimated solar energy reaching the Earth is only about 2% conversion of wind energy, but its total is still very considerable. The global wind energy is about 2.74×109MW, which can make use of wind energy for the 2×107MW, the total amount of development and utilization of water energy than on Earth 10 times. Wind energy as a non-polluting, renewable green energy, it is of great significance in solving the global energy and environmental crises. Therefore, wind power has become the focus of the study of scholars from various countries. At present, domestic scholars on the study of large-scale wind power has become increasingly mature, but for the development of laboratory wind turbine is still lacking.
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从空气动力学方面的只是可以得到风力机的功率模型：
（1）
式里： 是风力机的机械转矩； 为作用于叶片的风速；R是叶片半径； 是空气密度； 是叶尖速比， （其中： 为风力机转速，rad/s；R为叶片半径，m） 为风机利用风能的系数。
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风力机的功率调节是风力发电系统的关键控制技术之一，目前运行中的风力机主要有定桨距失速控制和变桨距控制两种调节方式。恒速恒频风电系统中的风力机组多采用定桨距失速控制，大容量机组采用主动失速控制。当然也采用变桨距控制，但这种控制方式下齿轮箱易磨损、输出功率不稳定，很少采用。
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根据电机学原理，异步电机的数学模型是一个复杂的多变量系统，在对异步电机建立数学模型时，如下假设是合理的：
①三相绕组在空间对称互差120°忽略各次谐波，磁势在空间按正弦分布；
②忽略铁心的铁耗；
③忽略磁路饱和的情况，即认为各绕组间的互感和自感都是线性的；
④不考虑温度和频率变化对电机参数的影响。
(1)异步电机在两相静止坐标系上的数学模型
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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风力发电机组中的传动装置是一个重要的机械部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。其作用通常是将风轮机较低转速提升到满足发电机发电所需要的转速。
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风力机的传动装置主要包括：轮毂、传动箱和齿轮箱。用来连接叶片和齿轮箱是轮毂，其惯性比较大，常用一阶惯性环节来模拟其两边的转矩特性：
摘
风能是一种重要的自然能源，太阳能的一种转换形式，因此用之不竭。全球的风能大约为2.74× MW，其中可被利用的风能大约为2× MW，比地球上可被开发利用的水能的总量还要大10倍多。风能作为一种无污染、可再生的绿色能源，它对于解决全球性的能源危机和环境危机有着重要的意义。因此，风力发电成为各国学者研究的重点。目前，国内学者对大型风力发电的研究已日趋成熟。
本篇论文主要介绍了基于普通感应发电机的定速风电机组组成及工作原理，通过Matlab/Simulink仿真软件，建立定速风力发电系统控制模型以及完整的风力发电样例系统模型，风速波动时风电机组输出特性进行仿真分析和电网故障时风电机组输出特性进行仿真分析。
第一章
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恒速恒频风力发电系统结构图如图1.1所示。风作用在风轮机的叶片上，风轮机利用叶片将风能转化为机轴上的机械能，传动装置将机轴上的较低的旋转速度的运动转变为转速较高的转速，并与发电机转子相连接，最后由发电机将机械能转化为电能，并通过定子输送到电力系统中。
是电容器组补偿的无功功率。
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对于恒速恒频风力发电机组，容量一般较小，所以发电机的转子行为以及功率震荡是模拟的重点，对于定子则忽略其暂态过程，所以电网侧的模型采取单机无穷大电网模型。本文通过单机容量1.5MW，出口电压690V的风力发电机，经机端变压器升压至35KV，通过长度为100km、电抗为x=0.41Ω/km的架空输电线路传输，再经变压器升压至220KV，之后与无穷大系统相连
引
能源是人类生存和发展的重要物质基础，随着人类社会的发展、进步，对能源的需求在持续增长，同时，能源结构也在不断变化。每一次不同能源时代的变迁，都促进了生产力的进步，极大的促进了经济、社会乃至历史的发展。但是随着人类使用的能源，特别是化石能源数量的增大，能源对人类经济与社会的制约和对资源环境的影响也越来越显著。
This paper mainly studies the constant speed constant frequency wind power generation system, the constant speed constant frequency wind power system are briefly introduced, and did some research on the constant speed constant frequency wind power will past, mainly for the constant speed constant frequency wind power generator in different wind speed, impact on the output active power, no power and the network voltage, and when the power grid fault, the output characteristic of constant speed constant frequency wind power generator. This paper also on various conditions above is simulated withMATLAb/Simulink software, the analysis of its results.
Keywords: wind power generation, the constant speed constant frequency, asynchronous motor, MATLAB/Simulink, power system fault