开关磁阻风力发电系统研究

论文题目: 开关磁阻风力发电系统研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电机与电器

作者: 胡海燕

导师: 潘再平

关键词: 开关磁阻发电机,风力发电,建模与仿真,自励发电,闭环控制,控制技术

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着能源问题和环境问题的日益突出,作为一种清洁的可再生能源,风力发电越来越受到人们的重视,同时,风力发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。 本文主要围绕开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)在风力发电领域中的应用,展开了较为全面的从理论到实践、从仿真到实验的研究和探索。 首先,本文结合大量的文献资料,全面总结和分析当前风力发电及风力发电技术的发展现状和前景。提出开关磁阻电机适于风力发电的几大优势,进一步明确开发开关磁阻电机风力发电系统的意义。 其次,对开关磁阻发电机系统(Switched Reluctance Generator System,简称SRG)的结构及工作原理进行阐述。介绍了SRG的两种工作模式,对SR发电机自励建压特性进行理论分析;讨论了SR发电机的线性数学模型;系统、深入地研究了SR电机发电运行的控制方式;对开关磁阻风力发电系统的结构、最大风能追踪控制原理及控制方案进行探讨。 其三,建立了SRG系统的数学模型,在此基础上用Matlab Simulink仿真软件建立了SRG系统的仿真模型,分别对SRG开环系统、电压闭环系统的建压过程、变负载动态过程、变转速动态过程及开关磁阻风力发电系统最大风能追踪控制进行仿真分析,并得出相应的结论。 其四,基于DSP控制技术和电力电子技术,开发设计了一套开关磁阻发电机实验系统。合理的系统设计方案使得SR发电机在控制上的优越性得到了充分发挥。 最后,对上述系统进行实验研究。通过与理论及仿真研究成果的对比分析,进一步验证理论研究所获得的一些理论成果,同时也表明系统设计合理,具有一定实用参考价值。

论文目录:

第一章 绪论

1.1 国内外风力发电简述

1.2 发展风电是实现我国能源可持续发展的现实选择

1.2 风力发电技术研究现状

1.3 本文的主要研究内容

1.3.1 开关磁阻发电机适于风力发电的几大特点

1.3.2 本文的主要研究内容

第二章 SRG系统结构及运行机理

2.1 SR发电机的结构及基本原理

2.2 SRG系统的结构

2.3 SRG发电模式

2.3.1 SRG两种发电模式介绍

2.3.2 SR发电机自励磁机理

2.4 SR发电机相电流的线性分析

2.4.1 电感与转子角度的关系

2.4.2 相电流解析

2.5 SRG的控制方案

2.5.1 角度位置控制(APC)

2.5.2 脉宽调制控制(PWM)

2.5.3 电流斩波控制(CCC)

2.6 SR电机发电运行的工作特点

2.7 SRG风力发电系统最大风能追踪控制研究

2.7.1 SRG风力发电系统结构

2.7.2 风力机最大风能捕获机理

2.7.3 SRG风力发电系统控制方案

第三章 SRG系统建模及仿真分析

3.1 基于线性电感模型的SRG数学模型

3.2 SRG系统Simulink仿真模型

3.3 SRG开环系统仿真

3.3.1 SRG开环系统仿真模型

3.3.2 仿真结果

3.4 SRG电压闭环系统仿真

3.4.1 SRG电压闭环系统仿真模型

3.4.2 仿真结果

3.5 SRG风电系统最大风能追踪控制研究与仿真

3.5.1 SRG风电系统仿真模型

3.5.2 仿真结果

第四章 SRG系统设计及控制策略的实施

4.1 SRG系统的硬件设计

4.1.1 功率变换器的设计

4.1.2 位置检测部分的设计

4.1.3 电流检测部分的设计

4.1.4 电压检测部分的设计

4.1.5 控制器的设计

4.1.6 DSP接口电路的设计

4.1.7 过流保护部分的设计

4.2 SRG系统的软件设计和控制策略的实施

4.2.1 控制软件结构

4.2.2 数字调节器模型

4.2.3 SRG转子角度位置检测

4.2.4 SRG速度检测和计算

4.2.5 软件流程

第五章 实验及实验结果分析

5.1 实验系统

5.2 实验测试结果及分析

5.2.1 SRG开环性能

5.2.2 SRG闭环性能

5.2.3 SRG自励特性

第六章 结束语

参考文献

附录：

致谢

发布时间: 2005-07-14

参考文献

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• [5].开关磁阻风力发电系统并网研究[D]. 李湾.湘潭大学2016
• [6].开关磁阻风力发电系统控制策略研究[D]. 常晓辉.哈尔滨工业大学2015
• [7].开关磁阻风力发电系统研究[D]. 房志军.中国矿业大学2014
• [8].变发电电压驱动开关磁阻风力发电系统的最大功率跟踪[D]. 侯帅.燕山大学2013
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相关论文

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