风力发电监测系统仿真设计

1 绪论 1

1.1 研究背景与研究意义 1

1.2 风力发电技术的概况 1

1.2.1 恒速恒频异步发电机 2

1.2.2 变速恒频双馈异步发电机 2

1.2.3 直驱永磁同步发电机 3

1.2.4 风电技术的发展前景与展望 3

1.3 本文的主要工作 3

2 直驱永磁同步发电机系统 5

2.1同步发电机介绍 5

2.2 双SPWM结构 5

2.3 锁相环 5

2.4高电容滤波器、 R-L滤波器，L-C滤波器 5

3 直驱永磁同步电机建模与拓扑结构 6

3.1 直驱永磁同步发电机模型 6

3.2 风力机模型 7

3.3 逆变器及其控制模型 9

3.4 整流器模型 10

4 风电系统监测系统建模仿真 11

4.1 风电系统监测系统建模 11

4.2 监测系统仿真及结果呈现 15

4.2.1 风速仿真 15

4.2.2 永磁同步电机仿真 16

4.2.3 整流器仿真 16

4.2.3 逆变器仿真 19

4.2.4 保护装置仿真................. 22

4.2.5 风力机转矩、转速和风速关系的仿真 23

4.2.6 锁相环的仿真 24

4.3 谐波 27

4.3.1 谐波的危害及解决方法 27

5 小结与心得 28

参考文献 29

致 谢 30

风力发电监测系统仿真设计

, China

Abstract： This design adds to the research, simulation and analysis of some parameters based on the established wind power system based on MATLAB modeling and simulation.The wind power system uses a direct-drive permanent magnet synchronous motor. Both the rectifier and the adopt SPWM modulation technology to form a dual SPWM structure.In order to reduce the influence of the harmonics and reactive power generated by the rectifier circuit and the circuit, filters are added after the rectifier circuit and thecircuit when the model is established.Since the control system module of the wind power system has a well-established template in MATLAB simulation, we can directly call it from the model library.Because the ultimate goal is to realize the monitoring and analysis of key parameters of the wind power system, the oscilloscope is chosen to present the simulation oscilloscope of each parameter and its related parameters.

Key words：wind power system, monitoring system, dual SPWM structure, filter circuit, harmonics, parametric analysis, waveform diagram

1 绪论

本文主要介绍了风力发电的研究现状及其发展，并结合我国风力发电控制技术，针对风力发电技术如何扩大其优势而解决其实际存在的问题，在风力发电控制系统的基础上做出了本次风力发电监测系统的设计。此系统旨在通过实时的数据采集、传输与处理而间接地提高风力发电的安全性、稳定性，减小环境对其的影响，降低风力发电机组的维修成本。

1.1 研究背景与研究意义

众所周知，人类社会的进步与发展离不开能源的使用，尤其是近代，人类的社会文明进程用突飞猛进来形容也毫不夸张。第一次工业革命期间人类大规模地使用燃煤，第二次工业革命期间人类大规模地使用石油，结果是这两次工业革命在加快人类社会文明进程的同时，也对全球的环境造成了极大的破坏。且不提人类为了自身的发展，将地球挖掘得满目疮痍，便是这过多的碳排放，虽然仅仅是加剧了全球气候变暖，但是其危害也不是可以忽视的。而在现代，人们终于意识到人与环境是密不可分的，人类或许能在短时间内改造自然、胜过自然，但大自然的“报复”常常是人类难以预测、难以掌控甚至难以承受的。因此，在人类依旧不断追求进步的今时今日，寻求、探索、开发新型、清洁、可再生能源的任务可谓迫在眉睫、任重道远。可以说，在如今世界格局多极化、经济全球化的大环境下，如果有一个国家能够在能源的使用、开发、创新等技术上超过其他国家，这不仅象征着其国家的科技实力，在某种程度上也决定了其国际地位。

我国作为联合国五大常任理事国之一，在怀着实现中华民族伟大复兴的“中国梦”而不断进步、不断创造历史新高的同时，亦追求着世界范围内的和平稳定。于我国而言，开发、探求、利用新型能源不仅仅是让我国经济再次腾飞的契机，同时也符合我国的可持续发展战略的要求，亦是我国继续提高国际地位、维护世界和平的重要筹码。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：16391字