双馈风力发电毕业答辩

主要说明了毕业答辩,。和双馈风力发电的基本原理。

基于RT-LAB的双馈风力发电系统 的研究毕业设计答辩 姓 名： 白波 指导老师： 王军 孙章

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Outline一.课题介绍 二.技术路线 三.研究成果 四.总结与展望

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一. 课题介绍 课题目的双馈电机应用于风力发电中，可解决风力机转速不可调、机组 效率低等问题，且双馈电机无功功率、有功功率均可调。另外，双

馈风力发电系统成本低，技术成熟，电力电子变流装置所需容量小，

控制方式灵活。

课题内容1. 了解风力发电的发展现状和发展前景 2. 学习了解双馈风力发电的特性，建立数学模型； 3. 根据双馈发电系统数学模型，搭建RT-Lab仿真模型；

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二. 技术路线1、主电路设计 主要采用了双PWM协调控制。

2、控制电路设计(1)网侧控制

主要采用直流母线电压和并网输出电压电流构成双闭环控制系统。 (2)电机侧控制 主要采用电机的反馈参数电角度和转速配合电机 的定子电压来形成闭环控制

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双馈型风电机结构示意图

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转子侧变换器控制策略：为了实现变速恒频发电，通常对交流励磁电机的调节有三种控制方式：功率调 节、转矩调节和转速调节。 功率调节包括两个方面的内容即对有功功率 Ps和无功功率Qs进行调节。本文通过功率计算 将Ps、Qs 作为反馈量，反馈到前级与给定的 有功功率指令Ps*、无功功率指令Qs*进行比较 做反馈控制。根据分析，在交流励磁发电机 并网后有： dq坐标系下双馈电机交流 励磁转子侧电压方程为： 其中d u R i L σ i dr dr r dr r dt u R i L σ d i qr r qr r qr dt

3 Lm P u m i qr s 2 L s Q 3 1 u 3 Lm u i s m m dr 2 L 2 L s s

( 1)

Δu dr u dr u dr Δu qr u qr u qr

( 2)

u dr s Lmiqs s Lr iqr u qr s Lmids s Lr idr

L 1 m Ls Lr

2

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网侧变换器控制策略：ua ub ucR R R ia ib L L uas ubs Saia Sbib Scic ucs + udc

ic

L

图3.2 网侧变换器基波等效电路 dids L dt Rids 1 Liqs S d udc ud 1 diqs Riqs 1 Lids S q udc uq1 L dt 3 dudc 3 C dt 2 S d ids 2 S q iqs - iload

根据基尔霍夫定律可得：

(3)

dids L Rids 1 Liqs u s u ds u ds u s u ds u ds dt 经坐标变换得： 可改写成： u ds L diqs Ri Li u u qs u qs qs 1 ds qs dt dids

( 4)

其中：

u ds Ri 1 Liqs u qs 1 Lids u qs

Rids L u ds dt u Ri L diqs qs qs dt

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系统控制方案设计 方案一：PQ控制

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方案二：QW控制

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主要公式 K/P变换:Cp 0.5176(116 / 9.06)e( 21/ 0.735) 0.0068 R / v 3.23vudr rr idr uqr rr iqr udr uqr LM 2 p ( Lr )idr udr Ls LM 2 p ( Lr )iqr uqr Ls

电机侧控制

Lm LM 2 p s 2 ( Lr )iqr Ls Ls Lm LM 2 2 ( Lr )idr 2 s Ls Ls

网侧控制

ud ud Liq Ed uq uq Liq Eq

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三.研究成果一、风力电系统RT-LAB搭建

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二、风力电系统RT-LAB搭建

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RT-LAB运行波形250 200 150

100

50 f

0

-50

-100

-150

-200

-250

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05 t

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

输出电流波形50

40

30

f

20

10

0

-10

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05 t

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

输出电压波形

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RT-LAB运行波形250

200

150

100

50 f

0

-50

-100

-150

-200

-250

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05 t

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

输出电压电流对比波形

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Cp 0.5176(116/ 9.06)e( 21/ 0.735) 0.0068

R / v

3.23v角速度实时跟踪风速

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四. 总结与展望1、结论1、研究了双馈风力发电系统各状态下的数学模型2、研究了双馈风力发电系统的各种控制策略 3、用MATLAB/SIMULINK搭建双馈风力发电系统的仿真模型

4、搭建RT-LAB下的仿真模型5、输出波形并分析