基于MATLAB/SIMULINK的双馈调速系统建模与仿真

基于MATLAB/SIMULINK的双馈调速系统建模与仿真

一、基于MATLAB/SIMULINK的双馈调速系统的建模与仿真(论文文献综述)

王怀嘉[1](2021)在《基于异步电机的混合驱动型风力机模拟试验平台的研究》文中提出混合驱动型风力机是风力机领域的一个重要研究方向,然而受气候、环境等多种因素的制约,对其进行现场试验非常困难。为了更方便对混合驱动型风力机进行研究,在实验室搭建一套混合驱动型风力机模拟试验平台,用以更好的解决该类型风力机中变速恒频的问题,具有重要的理论和现实意义。本文主要完成了以下工作:分析了组合式时域风速模型和风力机模型,将混合驱动型风力机各端差速比和功率比等参数引入到混合驱动型风力机系统中,得到了基准风速和基准转速。分析了全风速状态下系统功率流的状态变化;建立了差动齿轮箱模型,确定了三端之间的转速比和转矩比。依据最佳叶尖速比法,提出了一种混合驱动型风力机最大功率点模拟研究方案。为了对混合驱动型风力机模拟试验平台中异步电机进行有效地控制,推导了三相异步电机ABC坐标系下的数学模型。在此基础上,结合(Clark和Park坐标变换得到了在两相静止和两相旋转坐标系下的三相异步电机数学模型。分析了异步电机矢量控制算法,推导了 SVPWM算法的实现步骤。在上述基础上,搭建了三相异步电机转子磁场定向(FOC)矢量控制系统,同时结合混合驱动型风力机原理,搭建了混合动力型风力机仿真平台,验证理论的正确性。设计了混合驱动型风力机模拟平台硬件电路和软件控制系统,搭建了混合动力模拟试验平台。以此平台为基础,分析了磁粉制动器与加载电流之间的关系和模拟端异步电机驱动器的调速性能。仿真与试验数据对比分析表明,本文所建立的模拟试验平台能够对混合驱动型风力机进行有效地模拟。

钟林恩[2](2021)在《永磁同步风力发电机变速变桨距鲁棒控制研究》文中研究说明风能具有空间尺度上的不均匀性、时间尺度上的波动性,易造成输出功率振荡、捕获风能减少甚至机组紧急停机。本文以永磁同步风力发电机(permanent magnetic synchronous generator,PMSG)为研究对象,设计了一种基于扰动补偿的滑模控制(perturbation compensation based sliding-mode robust control,PCSMC)策略,旨在实现PMSG在复杂不确定工况下的变速变桨距鲁棒控制,主要研究内容如下:(1)基于风力发电基本理论、系统基本结构、变速控制原理和额定风速以上功率控制原理,建立非线性、强耦合、多变量的PMSG系统数学模型。然后,通过坐标变换理论,将上述模型转换到两相旋转坐标系中以直观描述系统动态特性。此外,通过MATLAB/Simulink软件搭建对应的PMSG系统仿真模型,为评估所设计控制策略的控制性能提供了有力的分析工具。(2)基于扰动观测器和滑模控制(sliding-mode control,SMC)基本原理,提出PCSMC策略。首先,通过状态-扰动观测器(state and perturbation observer,SPO)将系统非线性、参数不确定性、未建模动态和外部时变干扰等扰动实时在线估计;随后,基于改进的SMC对上述扰动实时完全补偿,以保证不同工况下控制性能的全局一致性。特别地,所提方法具有强鲁棒性的特点,而无需精确系统模型。与传统SMC相比,PCSMC通过对扰动实时估计与补偿,弥补了传统SMC考虑最大可达性而补偿系统上限值过于保守的缺陷;同时,采用饱和函数sat(·)代替原始符号函数sgn(·)以削弱抖振现象。(3)针对额定风速以下工况,将所设计PCSMC应用于PMSG的变速鲁棒控制,以在随机不确定环境下跟踪高质量的风力发电系统最大功率点,捕获最大风能。具体地,首先,基于(1)所述PMSG系统数学模型,建立PMSG系统变速控制的状态空间方程。然后,基于(2)所述PCSMC原理,针对机械转速ωm和d轴电流id,分别将系统非线性和复杂不确定性等干扰聚合为新的扰动。最后,分别采用三阶、二阶SPO实时估计ωm、id的新扰动,并通过改进的SMC对上述估计扰动实时完全补偿。所提方法对精确系统模型和系统参数变化均不敏感,且仅需测量机械转速和d轴电流。此外,阶跃风速、低频随机风速、高频随机风速和发电机参数不确定算例下的MATLAB/Simulink仿真结果证明了 PCSMC的有效性和优势;基于dSpace的硬件在环(hardware-in-loop,HIL)实验检验了所提方法的硬件可实施性。(4)针对额定风速以上工况,将所设计PCSMC应用于PMSG的变桨距鲁棒控制,以维持风力发电系统输出功率在其额定值附近,减小系统疲劳载荷,保障机组安全。具体地,首先,基于(1)所述PMSG系统数学模型,建立PMSG系统变桨距控制的状态空间方程。然后,基于(2)所述PCSMC原理,针对机械转速ωm、d-q轴电流id,q,分别将系统非线性和复杂不确定性等干扰聚合为新的扰动。最后,分别采用三阶、二阶SPO实时估计ωm、id,q的新扰动,并通过改进的SMC对上述估计扰动实时完全补偿。该方法对精确系统模型和系统参数变化均不敏感,且仅需测量机械转速和d-q轴电流。同时,渐变风速、随机风速和磁通量变化算例下的MATLAB/Simulink仿真结果验证了 PCSMC优异的控制性能;基于dSpace的HIL实验验证了该方法的硬件可行性。

赵伟[3](2021)在《双馈风电机组参与系统调频的控制策略研究》文中研究指明风能作为环境友好型清洁能源,具有很好的发展前景。但因为风能的不可控性、随机性等将导致大规模风电并网对电力系统的频率稳定性带来影响。为了减小双馈风电并网带来的系统频率稳定性影响,对双馈风机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)附加频率控制策略让其参与系统的频率一次调整,基于此,本文将针对双馈风电参与系统的频率一次调整展开研究,本文的主要研究内容如下:本文首先对DFIG各运行区的运行特性进行分析。当双馈风电机组运行于启动区,不参与系统频率调整;双馈风电机组运行于最大功率跟踪区,采用变减载率超速减载控制;双馈风电机组运行于恒转速区,采用惯性控制与下垂控制相结合的综合惯性控制策略;双馈风电机组运行于恒功率区,采用改进桨距角控制策略。其次基于双馈风电机组各运行区内采用的控制策略,提出了适用于各风速以及系统高低频下的双馈风电机组综合调频控制策略。当风速大于切入风速小于或等于额定风速时,对于系统扰动造成的低频问题采用超速减载控制和综合惯性控制相结合的控制策略;系统扰动造成的高频问题采用综合惯性控制与改进桨距角控制相结合的控制策略。当风速大于额定风速小于切出风速时,系统扰动造成的高低频问题双馈风电机组均采用综合惯性控制与桨距角控制相结合的控制策略。最后在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,验证了本文所提出的双馈风电机组综合协调控制策略的有效性。对双馈风电机组在中低风速段参与系统低频调整过程中出现的功率坑现象进行研究,将双馈风电机组调频过程分为调频阶段和调频恢复两个阶段,对双馈风电机组两阶段的运行特性进行分析,采用了平方法和椭圆法功率坑补偿控制策略。最后在Matlab/Simulink搭建了仿真模型,仿真验证了平方法和椭圆法控制策略对双馈风电机组调频恢复阶段出现的功率坑均有一定的补偿效果。根据西南地区的高比例风电、水电进行分析,由于西南地区的水电机组规模庞大,而且近几年风电的强势崛起。西南地区电网在进行调频时,考虑到水电机组的水锤效应,其将导致水轮机参与调频的初期引起功率反调现象,造成电网频率的进一步加剧。因此本文在计及水轮机的水锤效应情况下,考虑双馈风电机组通过下垂控制策略参与调频,进而弥补水轮机因水锤效应引起的功率反调现象。最后在PSD-BPA中搭建该地区实际电网仿真模型,仿真验证所提控制策略的有效性。

郭雅卿[4](2021)在《基于迭代学习控制策略的水电-风电频率稳定控制》文中研究说明风电作为十分重要的可再生清洁能源,随着风电装机容量的不断增长,在中国今后能源结构中占比量也将持续增加。如此大规模的风电机组装机量会给电网频率的稳定带来极大的挑战。水电站中水电机组运行方式多样,具有调节方式灵活以及对负荷变化响应速度快等特点。将风电与水电两者进行联合运行,通过水电机组良好的调节性能有效地平抑风电功率波动,提高电力系统频率稳定性。因此本文提出基于迭代学习控制策略的水电-风电联合运行系统的频率稳定控制。首先简单的介绍现阶段国内外水电、风电发展现状。概述水电-风电频率控制机理以及水电-风电联合运行国内外研究现状。并详细阐述了水电机组以及风电机组的原理,并对其数学模型进行构造。其次对迭代学习控制策略进行仿真实例分析,验证控制策略的合理性。然后在MATLAB/Simulink软件中搭建基于迭代学习PID控制的水电机组模型并结合多个运行工况进行仿真分析。在此基础上建立引入风电功率扰动下水电机组频率稳定控制模型,对比仿真在不同风电功率扰动下水电机组采用迭代下学习PID控制与传统PID控制的控制效果。仿真结果表明迭代学习PID控制在系统超调量、调节时间以及鲁棒性等动态控制性能上均优于传统PID控制。因此,采用迭代学习控制策略可以有效提高水电机组响应速度并对水电-风电频率稳定控制有较好效果。

许贞贞[5](2020)在《基于全功率变流器的可变速潮汐发电系统建模与仿真》文中研究表明目前的潮汐电站机组采用定转速运行方式,但由于电站水头变幅较大,机组大部分时间运行于非最优工况,导致运行效率低、振动和磨损严重等问题。随着变流器容量的增加,潮汐水轮发电机组采用全功率变流成为可能。因此,本文提出全功率变流的可变速永磁同步潮汐发电系统,利用全功率变流器实现发电机组根据水头和负荷变化调整转速,以提高运行效率,改善运行工况。主要内容如下:(1)提出采用永磁同步电机和全功率变流器实现潮汐发电机组变速运行的方法,介绍了可变速潮汐发电系统运行原理,建立了可变速永磁同步全功率变流潮汐发电系统控制对象的数学模型,包括引水系统、非线性水轮机、永磁同步发电机和全功率变流器数学模型。(2)根据潮汐变速机组的需要,分别提出了水轮机、机侧变流器、网侧变流器的控制策略,对机组转速调节器采用PID控制,对发电机侧变流器采用转子磁场定向矢量控制以控制机组输出有功、无功功率,对电网侧变流器采用电网电压定向矢量控制以实现直流母线电压的稳定。(3)根据建立的可变速永磁同步全功率变流潮汐发电系统数学模型,在Matlab/Simulink平台搭建系统仿真模型,仿真分析了给定功率增加和减小时各个相关量的变化情况,仿真结果表明所建模型可准确反映系统动态特征,所采用的控制策略可使机组输出功率跟随功率给定值变化,同时使水轮机运行在最优工况点,验证了模型的正确性和控制策略的可行性。(4)由于精细模型仿真时间过长,为减小仿真时长,对精细模型中的发电机及其控制系统进行简化,仿真结果表明简化模型和精细模型动态过程、稳态过程基本一致,但仿真步长由5×10-6s增大到1×10-3s,在同等硬件和软件条件下仿真时长由3.0703h减小到53.93s,验证了简化模型的正确性,为进一步的研究奠定了良好的基础。

靳江江[6](2020)在《基于线性自抗扰控制的双馈风力发电系统并网控制研究》文中提出三相电压型脉宽调制变换器具有低成本、小容量等优势已被广泛应用于变速恒频双馈风力发电系统中电其一般在控制策略层面采用矢量控制,控制算法层面应用双闭环结构的PI控制器实现机组并网控制。然而,变速恒频双馈风力发电系统是一个非线性多变量强耦合系统。采用基于小信号模型的线性PI控制器在系统电网电压波动、机侧负栽扰动等工况下,存在变换器直流母线电压的抗扰性较差和双馈感应发电机转子绕组电流峰值较大、定子绕组峰值较小等问题。本文采用矢量控制策略同一阶线性自抗扰控制法相结合的方式,对双馈风力发电系统并网的抗扰性进行分析研究。在电网电压的跌落和双馈感应发电机电磁转矩增加多种运况下,利用Matlab/Simulink平台搭建了系统的仿真模型,对系统直流母线电压的抗扰性和双馈感应发电机定转子电流特性三方面进行了仿真分析。首先,研究分析了双馈感应发电机、变换器、直流母线的工作特性,给出它们稳态和动态方程,并分别在两相同步旋转坐标系下建立了数学模型。其次,根据双馈风力发电系统的控制目标,分别分析研究了网侧变换器和转子侧变换器的控制策略和控制方法,并在Matlab/Simulink平台上搭建了基于双闭环PI控制算法和转子电流前馈PI控制法的两种双馈风力发电系统仿真模型。最后,针对基于小信号模型的线性PI控制器存在抗扰性差等问题,用一阶线性自抗扰控制替换PI控制实现系统的抗扰控制。并在电压波动和转矩增加的工况下与双闭环PI控制法和转子电流前馈PI控制法分别进仿真对比分析。仿真结果表明,在系统内外部出现干扰时,线性自抗扰控制法能够通过线性状态观测器准确地估计和补偿因变换器转子侧转矩扰动和网侧电网波动造成的内部和外部环境干扰,使得系统能够有效地抑制直流母线电压波动和控制双馈感应电机定转子绕组电流峰值,控制性能较PI控制和和转子电流前馈PI控制具有较好的适应性、鲁棒性、抗扰性。

杨鑫楠[7](2020)在《双馈风力发电系统灰色预测矢量控制研究》文中指出随着传统化石能源的过度开采和利用,能源危机和环境污染也日益严重,并受到了国际社会的重点关注,人们开始不断地加大对可再生清洁能源的研究和利用程度。风能是一种理想的可再生能源,它具有储量丰富、分布广泛等优点。风能最为高效的利用方式就是风力发电,双馈风力发电系统具有制造成本较低、调速范围宽、风能利用率高和转差功率可以双向流动等优点,目前已经成为了风力发电产业中的主流机型。本文对风力发电发展现状和双馈风力发电系统控制策略研究现状进行了简要的综述,介绍了双馈风力发电系统中风力机及发电机的工作原理和数学模型,对变速恒频发电和最大风能追踪的关键——网侧变换器和转子侧变换器的矢量控制策略进行了分析。在MATLAB/Simulink平台建立起了双馈风力发电系统的整体仿真模型。此外,本文也研究了风速模型并进行了仿真分析。为了改善双馈风力发电系统的工作性能,本文将灰色预测控制理论和PI控制理论结合在一起提出了灰色预测PI控制器,并经过典型二阶系统仿真模型验证,证明了灰色预测PI控制器具有更小的系统超调和更短的调节时间。简化双馈风力发电系统整体模型,针对网侧变换器进行仿真,验证了网侧变换器能够维持直流环节母线电压的稳定、保持单位功率因数和保证功率的双向流动。将灰色预测PI控制器应用于网侧变换器矢量控制系统中,证明了在电网电压跌落时,改进后的控制系统具有更窄的母线电压跌落范围,具有更好的性能。基于双馈风力发电系统整体仿真模型,将灰色预测PI控制器应用于转子侧变换器矢量控制系统中,在风速阶跃变化的情况下进行对比仿真,证明了改进后的双馈风力发电系统能够有效地完成功率解耦控制和变速恒频发电,并且与传统的系统相比,改进后系统的响应速度更快,稳定性也得到了提高,在最大风能追踪过程中具有更好的工作性能。

刘静[8](2020)在《风水互补发电系统的电能质量与稳定性研究》文中认为风电受不可控、随机波动风速的影响,电能质量通常较差。随着并网容量不断增加,风电在电网中的渗透率日益提高,从而对电网的安全稳定运行带来严峻挑战。水电作为目前电力系统中技术最成熟的清洁能源,具有灵活的调节能力和稳定的供电质量,风水互补发电是解决目前风电发展问题的有效途径。然而目前水电的实际运行与控制仍以承担传统电力系统发电任务为主,风水互补发电系统的研究多集中在优化调度和协调控制上。风水互补系统的电能质量是反映系统互补特性的关键指标,水力发电机组的稳定性是互补系统安全可靠运行的重要保障。因此非常有必要研究在风水互补发电系统框架下互补系统的电能质量与水力发电机组的稳定性。论文主要安排如下:(1)随机扰动下水力发电机组并网稳定性。为探究水电机组在并入新能源电力系统过程中的瞬态稳定性,建立开机并网过程中水轮机调节系统非线性模型。建模过程中,小波动工况下传递系数被描述为随时间衰减震荡逐渐趋于定值的动态传递系数,同时考虑随机扰动对水头的影响,对水头引入了随机因素。通过数值模拟和计算处理,分析了水轮发电机组在开机过程中的转速规律,以及水头在不同随机强度下对水力发电机组并网稳定性的影响,最后研究了在随机扰动下不同系统参数对水力发电机组并网稳定性的影响。(2)风水互补发电系统建模。以秒为时间尺度,利用模块化建模方法建立精细的风力发电系统和水力发电系统模型,并与IEEE 9节点模型耦合,建立风水互补发电系统模型,并通过Matlab/Simulink数值仿真与已有文献结论对比进行模型验证。(3)风水互补发电系统的电能质量研究。基于建立的风水互补发电系统模型,分析了不同风水容量配比和不同风速对风电、水电和互补发电系统功率、频率和电压质量的影响;针对电力系统电能质量标准制定电能质量评估指标,定量评价了风水配比对互补发电系统有功功率、频率和电压的影响;考虑到电力系统暂态电能质量问题中电压跌落的频发性,研究了电力系统电压跌落幅值和跌落持续时间对互补发电系统电能质量稳定性的影响规律。(4)风水互补发电系统下水电机组轴系稳定性研究。从水力发电系统稳定性角度出发,建立了水力发电机组轴系数学模型,并将其与风水互补发电系统模型耦合;考虑风速的随机性与波动性对轴系的影响,选取六种典型风速,探究轴系发电机转子和水轮机转轮的振动特征;进一步探究风水容量配比对轴系的影响,分析发电机转子、水轮机转轮以及整个轴系的动力学演化规律。

王华巍[9](2020)在《基于电子负载的永磁同步电机模拟研究》文中进行了进一步梳理永磁同步电机具有结构简单、体积小、损耗小、功率因数高等优点,在军事、航天、工业生产等领域应用广泛。永磁同步电机运行需要连接驱动电源,高性能的驱动电源有利于电机的精确控制,因此需要对驱动电源进行检测与考核。目前的检测方式比较传统,主要采用“驱动器-被控电机-机械负载”的机械检测平台。该检测平台存在设计复杂、成本高、参数不易调节等缺点。针对上述驱动电源检测装置存在的缺点,本文提出了利用电子负载模拟永磁同步电机端口特性的电机模拟实验平台研究。该电机模拟实验平台包括待测驱动电源、具有电机特性的电子负载和电机仿真器。电机仿真器通过计算得到电机的状态量,电子负载负责模拟真实电机的定子电流。本文首先在多种坐标系下建立永磁同步电机的数学模型,为MATLAB中搭建电机模型提供依据。选择交-直-交PWM变换器结构的电子负载作为电机模拟器的主功率电路。电子负载包括模拟变换器和并网逆变器两部分,模拟变换器选择电流PI控制方式,快速跟踪电流指令以模拟电机的端口特性;并网逆变器选择电压-电流PI控制方式,将模拟侧吸收的电能并网,实现能量的回馈流动。在MATLAB/Simulink环境下搭建电机模拟器的仿真模型,进行永磁同步电机模拟离线仿真。依据仿真模型搭建永磁同步电机模拟实验平台,在NI仿真器中运行主功率电路,对电机模型与模拟变换器控制器模型编写控制算法,将其导入DSP28335控制器中,进行永磁同步电机模拟系统的硬件在环(DSP-HIL)仿真实验。实验结果表明:该电机模拟方案在驱动电源检测试验中可行有效,能够模拟真实电机的端口电气特性。

李偲[10](2020)在《变速抽蓄机组与柔性直流联合系统的量化评估研究》文中提出可再生能源发电并网规模的日益扩大,使得电网对其输电方式提出了新的挑战。柔性直流输电具有向无源网络供电、有功与无功解耦等诸多优点,逐渐引起业界的广泛关注。虽然在输送可再生能源方面有一定优势,但它还是无法从根本上解决可再生能源的波动性、间歇性与随机性问题。考虑在柔直系统中接入变速抽蓄机组,作为平抑可再生能源出力波动与电力系统削峰填谷的工具,保证输送电能的稳定性。本文将对包含风电机组在内的柔性直流输电系统与变速抽蓄机组联合系统的基础理论与协调运行策略进行理论分析和仿真验证,并对影响联合系统有功调节能力的静动态因素展开量化评估研究。本文首先对联合系统各构成部分的结构及运行原理进行了介绍,构建了变速抽蓄机组、风电机组及柔性直流输电系统的数学模型,研究了双馈电机的机侧与网侧变流器,柔直系统的送端侧与受端侧变流器的控制策略。并基于MATLAB/Simulink仿真平台,对风电出力波动下,变速抽蓄机组分别运行在发电、电动两种工况时变速抽蓄机组的有功调节能力进行了动态仿真分析,结果证明了所提数学模型及控制策略的正确性与有效性。在联合系统为受端侧负荷供电时,各种因素会影响联合系统的有功功率送出能力。本文通过数学耦合关系列出了变速抽蓄机组侧、风电机组侧静态影响因素关系图,并通过仿真模型对动态控制参数进行了灵敏度分析。最后基于模糊层次分析法,建立了联合系统有功功率调节能力量化评估体系,通过模糊判断矩阵对各影响因素进行了重要度排序,利用模糊理论中的隶属函数将权重值转化为直观的评语值,得到了与联合系统有功调节能力相关的强弱影响因素。本文研究结果可为联合系统的协调运行及有功功率最优输出提供理论指导和技术依据,能够实现直流电网的灵活运行及对大规模可再生能源接入的快速可靠消纳,进而保证联合系统的功率平衡和电网运行的安全可靠性。

二、基于MATLAB/SIMULINK的双馈调速系统的建模与仿真(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于MATLAB/SIMULINK的双馈调速系统的建模与仿真(论文提纲范文)

(1)基于异步电机的混合驱动型风力机模拟试验平台的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 本文研究背景与意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 风力混合驱动发电系统研究现状
        1.2.2 风力机仿真的研究现状
        1.2.3 风力机模拟试验台研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 混合驱动型风力机特性分析及试验台模型建立
    2.1 混合驱动型风力机组成与工作原理分析
    2.2 风速特性分析与建模
    2.3 风轮转换原理及特性分析
        2.3.1 风能计算公式
        2.3.2 风力机重要参数
    2.4 混合驱动风力机系统功率流分析
        2.4.1 混合驱动系统功率重要参数确定
        2.4.2 全风速混合系统功率流分析
    2.5 混合驱动型风力机模拟方法分析
        2.5.1 差动齿轮箱建模
        2.5.2 混合驱动型风力机最大功率点模拟方法
    2.6 本章小结
3 模拟试验台中异步电机的控制算法分析及总体仿真
    3.1 三相异步电机数学模型的建立
        3.1.1 三相静止坐标系下异步电机模型
        3.1.2 三相异步电动机的控制算法
        3.1.3 三相异步电机同步旋转坐标系下数学模型
    3.2 三相异步电机磁场定向控制
        3.2.1 转子磁场定向基本原理
        3.2.2 三相异步电机转子磁场定向控制系统
    3.3 SVPWM控制原理及实现
        3.3.1 SVPWM控制原理
        3.3.2 SVPWM的算法实现
        3.3.3 SVPWM仿真
    3.4 混合驱动型风力机系统仿真
        3.4.1 三相异步电机矢量控制算法系统仿真
        3.4.2 混合驱动型风力机试验台仿真及分析
    3.5 本章小结
4.混合驱动型风力机模拟平台相关硬件设计
    4.1 试验台硬件总体架构分析
        4.1.1 混合动力模拟平台硬件保护电路设计
        4.1.2 模拟端异步电机控制器总体分析
    4.2 模拟端电机驱动器控制板设计
        4.2.1 TMS320 F28335 芯片介绍
        4.2.2 最小组成电路设计
        4.2.3 控制板供电模块设计
        4.2.4 通信电路设计
        4.2.5 AD采样模块设计
    4.3 模拟端电机驱动器信号采集电路设计
        4.3.1 电流采集电路
        4.3.2 速度采集电路设计
    4.4 本章小结
5 模拟端电机驱动器软件设计与实验结果总体分析
    5.1 DSP开发环境CCS6.0 简介
    5.2 主程序设计
    5.3 中断子程序
        5.3.1 ADC采样模块
        5.3.2 转速测量模块
        5.3.3 SVPWM模块
    5.4 混合驱动风力机模拟试验研究
        5.4.1 磁粉制动器与加载电流关系分析
        5.4.2 模拟端三相异步电机试验分析
        5.4.3 混合驱动型风力机试验结果分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献

(2)永磁同步风力发电机变速变桨距鲁棒控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 风力发电技术概述
        1.2.1 风力发电机组
        1.2.2 风力预测
        1.2.3 风力发电系统的控制
    1.3 风力发电系统关键控制技术研究现状
    1.4 本文主要研究内容与结构安排
第二章 永磁同步风力发电机系统基本原理
    2.1 风力发电基本理论
        2.1.1 风能
        2.1.2 贝兹理论
        2.1.3 动量理论
        2.1.4 叶素理论
        2.1.5 风力机特性系数
        2.1.6 风力机空气动力学
    2.2 风力发电机系统基本结构
    2.3 风力发电机功率特性曲线
    2.4 变速控制原理
        2.4.1 功率曲线法
        2.4.2 最佳转矩法
        2.4.3 最佳叶尖速比法
    2.5 额定风速以上功率控制原理
        2.5.1 被动失速控制
        2.5.2 主动失速控制
        2.5.3 变桨距控制
    2.6 永磁同步风力发电机系统模型
        2.6.1 发电机数学模型
        2.6.2 风轮数学模型
        2.6.3 传动系统数学模型
        2.6.4 变桨距机构数学模型
        2.6.5 MATLAB/Simulink仿真模型
    2.7 本章小结
第三章 基于扰动补偿的滑模控制理论
    3.1 非线性系统
    3.2 扰动观测器
        3.2.1 Luenberger全状态观测器
        3.2.2 扩张状态观测器
    3.3 滑模控制
        3.3.1 基本原理与性质
        3.3.2 抖振现象
        3.3.3 滑模切换面设计
        3.3.4 控制律设计
    3.4 基于扰动补偿的滑模鲁棒控制设计
    3.5 本章小结
第四章 永磁同步风力发电机变速鲁棒控制
    4.1 状态空间方程建模
    4.2 变速控制设计
        4.2.1 常规方法
        4.2.2 PCSMC鲁棒策略
    4.3 算例仿真与分析
        4.3.1 阶跃风速
        4.3.2 低频随机风速
        4.3.3 高频随机风速
        4.3.4 发电机参数不确定
        4.3.5 定量统计
    4.4 硬件在环实验
        4.4.1 阶跃风速
        4.4.2 低频随机风速
        4.4.3 高频随机风速
    4.5 本章小结
第五章 永磁同步风力发电机变桨距鲁棒控制
    5.1 状态空间方程建模
    5.2 变桨距控制设计
        5.2.1 常规方法
        5.2.2 PCSMC鲁棒策略
    5.3 算例仿真与分析
        5.3.1 渐变风速
        5.3.2 随机风速
        5.3.3 磁通量变化
        5.3.4 定量统计
    5.4 硬件在环实验
        5.4.1 渐变风速
        5.4.2 随机风速
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
    附录 A 作者攻读硕士学位期间取得的成果
    附录 B 全文缩写对照表

(3)双馈风电机组参与系统调频的控制策略研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 双馈风电一次调频控制策略研究现状
        1.2.2 双馈风电调频中的功率坑现象研究现状
        1.2.3 风电弥补水锤效应研究现状
    1.3 本文工作内容
第二章 双馈风电机组一次调频控制策略
    2.1 引言
    2.2 DFIG的运行特性分析
    2.3 DFIG调频控制策略
        2.3.1 DFIG不限功率运行控制策略
        2.3.1.1 惯性控制
        2.3.1.2 下垂控制
        2.3.2 DFIG限功率运行控制策略
        2.3.2.1 变减载率超速减载控制
        2.3.2.2 桨距角控制
    2.4 综合协调控制
    2.5 仿真分析
        2.5.1 中低风速下高频仿真
        2.5.2 中低风速下低频仿真
        2.5.3 高风速下低频仿真
        2.5.4 高风速下高频仿真
    2.6 DFIG各风速下高低频调频控制策略对比
    2.7 本章小结
第三章 双馈风电机组调频过程中的功率坑现象及补偿控制策略研究
    3.1 引言
    3.2 功率坑现象分析
    3.3 双馈风机抑制功率坑控制策略研究
    3.4 功率坑补偿控制策略仿真分析
        3.4.1 额定风速下功率坑仿真
        3.4.2 低风速下功率坑仿真
    3.5 本章小结
第四章 高比例可再生能源风电弥补水锤效应研究
    4.1 引言
    4.2 水轮机模型
        4.2.1 水轮机调速系统
        4.2.2 PSD-BPA水轮机调速系统仿真模型
        4.2.3 水锤效应理论分析
    4.3 西南某地区电网水锤效应仿真
    4.4 双馈风电弥补水锤效应控制策略
        4.4.1 风电弥补水锤效应仿真
        4.4.2 风电弥补不同水锤效应时间常数仿真
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
致谢
参考文献
附录

(4)基于迭代学习控制策略的水电-风电频率稳定控制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 水电-风电频率控制概述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 水电-风电联合运行方式
        1.3.2 水电-风电联合运行常见控制算法
    1.4 迭代学习控制研究现状
    1.5 研究的主要内容
第二章 水电机组与风电机组数学模型
    2.1 水力和风力发电技术
    2.2 水电-风电联合运行结构
    2.3 水电机组数学模型
        2.3.1 线性水轮机模型
        2.3.2 电液随动系统模型
        2.3.3 水轮发电机数学模型
    2.4 风电的随机模型
        2.4.1 风速的随机分布模型
        2.4.2 风电机组出力模型
    2.5 本章小结
第三章 迭代学习控制理论分析
    3.1 迭代学习基本理论及控制结构
    3.2 迭代学习控制策略原理及控制流程
        3.2.1 迭代学习控制策略原理
        3.2.2 迭代学习控制策略流程
    3.3 闭环迭代学习PID控制器设计
    3.4 仿真实例分析
    3.5 本章小结
第四章 引入风电波动下水电机组迭代学习控制
    4.1 引言
    4.2 水电-风电信号传输分析
        4.2.1 能源互补智能云控制
    4.3 水电-风电联合运行算法优化分析
        4.3.1 传统PID控制规律与模型建立
        4.3.2 被控对象迭代学习控制器框图
        4.3.3 基于迭代学习水电-风电频率控制模型
    4.4 水电机组系统仿真及分析
        4.4.1 仿真参数设置
        4.4.2 开机工况下仿真分析
        4.4.3 频率扰动仿真分析
        4.4.4 甩负荷仿真分析
        4.4.5 满负荷仿真分析
    4.5 引入风电功率扰动下水电机组仿真分析
    4.6 风电和太阳能迭代控制仿真分析
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 研究问题与展望
致谢
参考文献
附录
    附录A 硕士阶段发表论文情况和获奖情况
    附录B 硕士阶段参与项目情况及学术会议

(5)基于全功率变流器的可变速潮汐发电系统建模与仿真(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 潮汐电站的发展现状
        1.2.2 潮汐机组相关技术研究现状
        1.2.3 可变速机组的研究现状
    1.3 本文研究内容
2 可变速潮汐发电机组及变流器数学模型
    2.1 引水系统及非线性水轮机数学模型
        2.1.1 引水系统数学模型
        2.1.2 非线性水轮机数学模型
    2.2 永磁同步发电机数学模型
    2.3 背靠背电压源型变流器的数学模型
        2.3.1 机侧变流器数学模型
        2.3.2 网侧变流器数学模型
    2.4 本章总结
3 可变速潮汐发电系统控制及其建模
    3.1 水轮机控制系统
        3.1.1 最优转速发生器
        3.1.2 转速调节系统
    3.2 机侧变流器控制系统
    3.3 网侧变流器控制系统
    3.4 SVPWM控制技术
    3.5 本章总结
4 可变速潮汐发电系统仿真与分析
    4.1 水轮机及其控制系统仿真模型
        4.1.1 引水系统及非线性水轮机仿真模型
        4.1.2 最优转速发生器仿真模型
        4.1.3 转速调节系统仿真模型
    4.2 永磁同步发电机仿真模型
    4.3 全功率变流器仿真模型
    4.4 机侧变流器控制系统仿真模型
    4.5 网侧变流器控制系统仿真模型
    4.6 SVPWM技术仿真模型
    4.7 可变速潮汐发电系统模型仿真分析
        4.7.1 给定功率减小时仿真分析
        4.7.2 给定功率增加时仿真分析
    4.8 变流器简化可行性初步分析
    4.9 本章总结
5 可变速潮汐发电机控制及变流器简化与参数整定
    5.1 可变速潮汐发电机控制及变流器简化数学模型
    5.2 可变速潮汐发电机控制及变流器简化仿真模型
    5.3 简化模型仿真验证
    5.4 转速调节器参数整定
    5.5 本章总结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要参与的科研项目

(6)基于线性自抗扰控制的双馈风力发电系统并网控制研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外技术现状
        1.2.1 双馈风力发电系统并网控制策略
        1.2.2 双馈风力发电系统并网控制方法
    1.3 本文主要研究内容
第2章 双馈风力发电系统的运行特性和建模
    2.1 双馈风力发电发电系统的结构及运行特性
    2.2 双馈感应发电机数学建模
        2.2.1 DFIG稳态建模
        2.2.2 三相静止参考坐标系变换两相旋转参考坐标系
        2.2.3 DFIG动态建模
    2.3 本章小结
第3章 双馈风力发电系统并网控制策略
    3.1 背靠背两电平电压型变换器建模
        3.1.1 网侧变换器的稳态建模
        3.1.2 网侧变换器的动态建模
        3.1.3 直流母线建模及其基本控制原理
    3.2 网侧系统的电网电压定向矢量控制
    3.3 转子侧系统的定子磁链定向矢量控制
    3.4 PI控制器参数整定
        3.4.1 网侧变换器控制器参数整定
        3.4.2 转子侧变换器控制器参数整定
    3.5 本章小结
第4章 双馈风力发电系统LADRC控制策略
    4.1 ADRC基本结构
    4.2 ADRC数学模型
        4.2.1 TD数学模型
        4.2.2 ESO数学模型
        4.2.3 NLSEF数学模型
    4.3 LADRC控制器基本结构和数学模型
        4.3.1 LADRC基本结构
        4.3.2 LADRC数学模型
    4.4 双馈风力发电系统LADRC控制器设计
        4.4.1 转子侧变换器转速电流外环一阶LADRC设计
        4.4.2 转子侧变换器电流电压环内环一阶LADRC设计
        4.4.3 网侧变换器电流内环一阶LADRC设计
        4.4.4 网侧变换器电压外环一阶LADRC设计
    4.5 LADRC的稳定性
        4.5.1 一阶LADRC传递函数
        4.5.2 一阶LADRC电流内环和电压外环稳定性
        4.5.3 一阶LADRC参数整定对系统稳定性的影响
    4.6 本章小结
第5章 仿真分析与现场应用
    5.1 电网电网电压跌落的仿真与分析
        5.1.1 电网电压跌落的直流母线电压仿真与分析
        5.1.2 电网电压跌落的发电机定子电流仿真与分析
        5.1.3 电网电压跌落的发电机转子电流仿真与分析
        5.1.4 电网电压跌落的综合分析
    5.2 DFIG电磁转矩增加的仿真与分析
        5.2.1 DFIG电磁转矩增加的直流母线电压仿真与分析
        5.2.2 DFIG电磁转矩增加的发电机定子电流仿真与分析
        5.2.3 DFIG电磁转矩增加的发电机转子电流仿真与分析
        5.2.4 DFIG电磁转矩增加的综合分析
    5.3 现场应用
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
致谢
参考文献

(7)双馈风力发电系统灰色预测矢量控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外风力发电发展现状
        1.2.1 世界风力发电发展现状
        1.2.2 国内风力发电发展现状
    1.3 风力发电及其控制技术研究现状
        1.3.1 恒速恒频风力发电系统
        1.3.2 变速恒频风力发电系统
        1.3.3 双馈风力发电系统控制策略研究现状
    1.4 本文的主要工作内容及框架
2 双馈风力发电系统运行与控制原理
    2.1 双馈风力发电系统的系统结构
    2.2 风力机
        2.2.1 风力机的数学模型
        2.2.2 风力机的运行特性
        2.2.3 定桨距情况下的最大风能追踪原理
    2.3 双馈风力发电机的工作原理
    2.4 双馈风力发电机的数学模型
        2.4.1 基于三相静止坐标系的双馈风力发电机数学模型
        2.4.2 坐标变换
        2.4.3 基于两相同步旋转坐标系的双馈风力发电机数学模型
    2.5 双馈风力发电机的矢量控制策略
        2.5.1 网侧变换器的矢量控制策略
        2.5.2 转子侧变换器的矢量控制策略
    2.6 本章小结
3 灰色预测PI控制器
    3.1 灰色预测方法
        3.1.1 原始数据预处理
        3.1.2 灰色生成
        3.1.3 GM(1,1)建模
        3.1.4 数据处理
    3.2 灰色预测控制基本原理
    3.3 灰色预测PI控制器的设计与仿真
        3.3.1 灰色预测PI控制器的设计
        3.3.2 灰色预测PI控制器的仿真示例
    3.4 本章小结
4 双馈风力发电系统灰色预测矢量控制仿真研究
    4.1 风速模型仿真
    4.2 双馈风力发电系统仿真模型的建立
    4.3 网侧变换器仿真
    4.4 最大风能追踪仿真
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢

(8)风水互补发电系统的电能质量与稳定性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 风水互补发电系统模型
        1.2.2 风水互补发电系统电能质量
        1.2.3 水力发电机组轴系稳定性
    1.3 主要研究内容
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
第二章 随机扰动下水力发电机组并网稳定性
    2.1 水力发电机组模型
        2.1.1 导叶开启阶段水轮机模型
        2.1.2 小波动阶段水轮机调节系统模型
    2.2 开机-并网过程中水力发电机组转速规律分析
    2.3 不同随机强度下并网稳定性分析
    2.4 不同参数下并网稳定性分析
    2.5 本章小结
第三章 风水互补发电系统建模
    3.1 风力发电系统建模
        3.1.1 风速模型
        3.1.2 风电机组模型
    3.2 水力发电系统建模
        3.2.1 水轮机和引水管道模型
        3.2.2 水轮机微机调速器模型
        3.2.3 水力发电系统模型
    3.3 风水互补发电系统建模与模型验证
    3.4 本章小结
第四章 风水互补发电系统的电能质量研究
    4.1 电力系统的电能质量标准
    4.2 不同风水容量配比下互补发电系统的电能质量
    4.3 电网电压跌落对风水互补发电系统电能质量的影响
    4.4 本章小结
第五章 风水互补发电系统中水力发电机组轴系稳定性研究
    5.1 水电机组轴系建模
    5.2 不同风速条件下水力发电机组轴系稳定性
        5.2.1 x方向与y方向的轴系振动特征
        5.2.2 转子与转轮的振动特征对比
    5.3 不同风水容量配比下水力发电机组振动特征
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 主要创新点
    6.3 存在不足与今后努力方向
参考文献
致谢
个人简历

(9)基于电子负载的永磁同步电机模拟研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电子负载
        1.2.2 电机模拟器
    1.3 本文的主要研究内容
2 永磁同步电机原理与控制策略
    2.1 永磁同步电机的数学模型
    2.2 永磁同步电机控制策略
        2.2.1 空间矢量脉宽调制技术
        2.2.2 电机控制策略
    2.3 本章小结
3 电机模拟系统构成与控制策略研究
    3.1 电子负载结构设计
    3.2 电机驱动器设计与控制
    3.3 并网逆变器设计与控制
    3.4 模拟变换器设计与控制
    3.5 本章小结
4 基于MATLAB的电机模拟系统建模与仿真
    4.1 主电路参数设计
    4.2 电机模拟系统仿真模型搭建
    4.3 电机模拟系统仿真结果
        4.3.1 凸极式永磁同步电机模拟仿真
        4.3.2 隐极式永磁同步电机模拟仿真
        4.3.3 并网逆变仿真
    4.4 本章小结
5 电机模拟半实物仿真实验平台搭建
    5.1 实验平台设计
    5.2 实验平台软硬件组成
    5.3 软件设计
    5.4 半实物仿真实验结果
        5.4.1 稳态仿真分析
        5.4.2 暂态仿真分析
        5.4.3 并网逆变仿真分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(10)变速抽蓄机组与柔性直流联合系统的量化评估研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 课题研究现状
        1.2.1 变速抽蓄机组发展及研究现状
        1.2.2 变速抽蓄与柔性直流联合系统协调控制研究现状
        1.2.3 变速抽蓄与柔性直流联合系统量化评估方法研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 变速抽蓄机组与柔直联合系统运行的基础理论与数学模型
    2.1 联合系统运行原理
    2.2 矢量控制原理介绍
    2.3 联合系统概述及数学建模
        2.3.1 变速抽蓄机组概述及数学建模
        2.3.2 风电机组概述及数学建模
        2.3.3 柔性直流系统概述及数学建模
    2.4 本章小结
第3章 变速抽蓄与柔直联合系统变流器控制策略研究
    3.1 双馈电机变流器控制策略
        3.1.1 机侧变流器控制策略
        3.1.2 网侧变流器控制策略
    3.2 柔性直流输电系统变流器控制策略
    3.3 仿真算例
        3.3.1 变速抽蓄机组发电工况仿真验证
        3.3.2 变速抽蓄机组抽水工况仿真验证
    3.4 本章小结
第4章 变速抽蓄机组与柔直联合系统有功功率调节能力影响因素研究
    4.1 有功功率调节能力静态影响因素分析
        4.1.1变速抽蓄机组影响因素
        4.1.2 风电机组影响因素
        4.1.3 其它影响因素
    4.2 有功功率调节能力动态影响因素分析
    4.3 本章小结
第5章 变速抽蓄机组与柔直联合系统功率调节能力量化评估方法研究
    5.1 量化评估方法遴选
    5.2 模糊层次分析方法
    5.3 基于模糊层次分析的联合系统有功调节能力量化评估方法
        5.3.1 联合系统有功调节能力量化评估体系的建立
        5.3.2 联合系统有功调节能力的影响因素重要度计算
        5.3.3 联合系统有功调节能力的影响因素量化评估结果
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 全文结论
    6.2 工作展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
攻读硕士学位期间参加的科研工作
致谢

四、基于MATLAB/SIMULINK的双馈调速系统的建模与仿真(论文参考文献)

  • [1]基于异步电机的混合驱动型风力机模拟试验平台的研究[D]. 王怀嘉. 西安理工大学, 2021(01)
  • [2]永磁同步风力发电机变速变桨距鲁棒控制研究[D]. 钟林恩. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [3]双馈风电机组参与系统调频的控制策略研究[D]. 赵伟. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [4]基于迭代学习控制策略的水电-风电频率稳定控制[D]. 郭雅卿. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [5]基于全功率变流器的可变速潮汐发电系统建模与仿真[D]. 许贞贞. 西安理工大学, 2020
  • [6]基于线性自抗扰控制的双馈风力发电系统并网控制研究[D]. 靳江江. 西安理工大学, 2020(01)
  • [7]双馈风力发电系统灰色预测矢量控制研究[D]. 杨鑫楠. 郑州大学, 2020(02)
  • [8]风水互补发电系统的电能质量与稳定性研究[D]. 刘静. 西北农林科技大学, 2020(02)
  • [9]基于电子负载的永磁同步电机模拟研究[D]. 王华巍. 北京交通大学, 2020(03)
  • [10]变速抽蓄机组与柔性直流联合系统的量化评估研究[D]. 李偲. 华北电力大学(北京), 2020(06)

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基于MATLAB/SIMULINK的双馈调速系统建模与仿真
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