基于微電網(wǎng)的并網(wǎng)型風力發(fā)電物理模擬系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著能源和環(huán)境危機的加重，新能源發(fā)電尤其是風力發(fā)電技術受到越來越廣泛的關注。變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術憑借其風能利用效率高和變流器容量小的優(yōu)勢，在很多場合得到了應用。由于實際風電場的實驗研究費時費力、實驗費用昂貴，因此有必要在實驗室條件下建立變速恒頻雙饋風力發(fā)電物理模擬系統(tǒng)。
　　 本文通過對風力機和雙饋發(fā)電機的工作原理及特性的分析，利用異步電動機模擬風力機的在各種風速情況下輸出特性；制定雙饋風力發(fā)電機空載并聯(lián)微電網(wǎng)的控制策略，實

2、現(xiàn)風力發(fā)電系統(tǒng)柔性并網(wǎng)控制；建立基于PLC的雙饋風力發(fā)電物理模擬系統(tǒng)，為進一步研究風力發(fā)電技術和微電網(wǎng)技術提供理論依據(jù)和實驗基礎。
　　 風力發(fā)電是一個復雜的過程，要模擬風力機的輸出特性，應首先建立風速模型，用四種風速分量來模擬風速的隨機變化情況，在MATLAB/Simulink中對各風速分量的幾種組合情況進行仿真分析，得到不同情況下的風速曲線。并將自然風模擬風速曲線與實際風速曲線比較，證明該風速模型的合理性。根據(jù)風速模型、風能

3、計算原理和貝茲理論，得到關于風力機輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關系曲線，即為風力機的輸出特性曲線。通過分析風力發(fā)電系統(tǒng)在風速變化時的實際工作過程，明確風力機模擬的原理，對比風力機的兩種模擬方法后，選擇對異步電動機矢量控制來模擬風力機的輸出特性。
　　 雙饋電機具有很多優(yōu)點，因此在變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)中應用廣泛。本文通過分析雙饋異步電機的工作原理和特點，建立雙饋異步電機在三相靜止坐標系下數(shù)學模型，通過一系列的坐標變換，得到雙饋同步旋轉(zhuǎn)坐標下的

4、數(shù)學模型。在雙饋異步電機的同步旋轉(zhuǎn)數(shù)學模型的基礎上，根據(jù)雙饋電機定子電壓定向原理，制定關于雙饋異步發(fā)電機空載并聯(lián)微電網(wǎng)的控制策略，以實現(xiàn)雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)的柔性并網(wǎng)。并在MATLAB/Simulink中對雙饋異步電機的數(shù)學模型和空載并網(wǎng)控制策略進行仿真分析，通過實驗平臺對其進行驗證，得到了比較理想的結(jié)果。
　　 本課題設計了基于S7-300系列可編程控制器(PLC)和西門子人機界面的風力發(fā)電模擬實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有監(jiān)控實驗系統(tǒng)