开关磁阻风电系统控制技术研究

【摘要】： 近年来随着能源问题的日益加剧,可再生能源的使用已经成为能源结构的必然发展趋势。风能因其简单清洁,机动灵活的优点,能够切实满足当今社会的能源需求,风力发电行业在我国正处于蓬勃兴起的态势。 本文主要基于开关磁阻发电机(Switched Reluctance Generator, SRG)在风力发电场合的应用,针对相关的控制技术展开了较为全面的探索,包括了详尽的理论分析以及仿真研究。 首先,本文在查阅大量文献资料的基础上,简要总结了风能资源利用的历史及发展进程,介绍了几种常用的变速风力发电机组,并提出开关磁阻风力发电机组的独特优势,以及在国内外取得的傲人成果,进一步明确了研究意义。其次,阐述了开关磁阻发电系统的工作原理,针对其实际工作中的非线性进行了深入的分析,并讨论了SRG的三种控制方式,对自励模式下的发电、建压过程进行了深入探讨。在傅里叶级数的基础上建立了SRG的非线性数学模型,并在MATLAB仿真平台上构建了相应的仿真模型。 其三,着重探讨了电流斩波控制方式(CCC)下SRG系统的运行,对SRG开环与闭环状态下的工作状况进行比较,针对输出电压的谐波抑制问题,详细阐述了电压闭环控制系统的设计过程。电压闭环控制器分别采用常规PID与模糊PID控制方式以达到稳压,并在此基础上对滤波电容进行优化,进而提出了等效串联电阻的概念。仿真实验证明,在中低风速范围下可以取得良好的控制效果。 其四,着重探讨了SRG的角度位置控制(APC),针对单脉冲模式下,电压闭环控制器失效的问题,提出了励磁角度的闭环控制策略,通过电机的工作状态变化对开通角与关断角进行动态调节,从而控制绕组电流,保证输出电压的稳定。仿真实验证明,励磁角度的闭环控制方案为SRG系统在高风速、重负载等环境下的稳定发电提供了有效的手段和工具。 其五,着重解决开关磁阻风力发电系统中交流输出的电能质量问题,提出利用SVPWM过调制技术作为逆变单元的技术支撑,在SRG风电系统已经获得理想的直流输出的基础上,交流输出的质量就主要取决于逆变电路的性能。相关的仿真实验可以证明,SVPWM过调制技术能保证发电系统具有优良的静态与动态性能,实现稳定供电,能够切实满足用电用户的需要。 本文相关的仿真研究都取得了良好的控制效果,验证了控制方案的可行性和正确性,为SRG风力发电机组的实际工程应用提供了一定的指导意义。 【关键词】：开关磁阻发电机(SRG) 风力发电 非线性 电压脉动 电流斩波控制(CCC) 角度位置控制(APC) SVPWM过调制
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM352
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 江南娱乐在线下载最新版苹果 的发展历程及现状9
• 1.2 几种常用的风力发电机9-11
• 1.3 开关磁阻风力发电机系统11-13
• 1.4 本文所做工作及内容安排13-15
• 1.4.1 本文所做工作13-14
• 1.4.2 本文的内容安排14-15
• 第2章 开关磁阻发电机工作原理及建模15-29
• 2.1 开关磁阻发电机的工作原理15-18
• 2.2 开关磁阻发电机的非线性分析18-20
• 2.3 开关磁阻发电机的工作模式20-22
• 2.4 开关磁阻发电机的非线性建模22-27
• 2.4.1 SRG 的数学模型22-24
• 2.4.2 SRG 的仿真模型24-27
• 2.5 实验结果分析27-29
• 第3章 开关磁阻发电机的电压反馈控制29-49
• 3.1 开关磁阻风力发电系统的结构29-31
• 3.2 风轮机的工作特性及模型31-33
• 3.3 SRG 开环系统的工作特性研究33-35
• 3.4 SRG 闭环系统的工作特性研究35-49
• 3.4.1 滤波环节的设计36-38
• 3.4.2 常规PID 电压闭环控制器的设计38-41
• 3.4.3 模糊PID 电压闭环控制器的设计41-44
• 3.4.4 模糊PID 与常规PID 闭环控制效果的比较44-46
• 3.4.5 SRG 闭环系统动态特性研究46-49
• 第4章 开关磁阻发电机的角度位置控制49-62
• 4.1 SRG 的角度参数对系统性能的影响49-50
• 4.2 角度位置控制环节的设计50-55
• 4.2.1 APC 环节的设计51-53
• 4.2.2 模糊APC 环节的设计53-55
• 4.3 SRG 高速运行时的工况55-58
• 4.4 SRG 带重负载运行的工况58-62
• 第5章 开关磁阻风力发电系统逆变器的设计62-74
• 5.1 逆变器的工作要求62-63
• 5.2 三相电压源型逆变器的工作原理63-64
• 5.3 SVPWM 过调制算法的原理及实现64-68
• 5.4 SVPWM 过调制算法在 SRG 风电系统中的应用68-72
• 5.4.1 静态特性分析69-71
• 5.4.2 动态特性分析71-72
• 5.5 实验结果分析72-74
• 总结与展望74-76
• 参考文献76-81
• 致谢81-82
• 个人简历、攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果82-83

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

开关磁阻风力发电功率控制技术研究    刘香

我国风力发电产业发展前景与策略    周鹤良;

基于四电平功率变换电路的开关磁阻电机瞬时转矩控制    李珍国;魏艳君;阚志忠;漆汉宏;

无刷双馈风力发电机组的模糊自适应控制    杨俊华;李建华;吴捷;杨金明;

开关磁阻起动/发电机功率变换器拓扑    李声晋,励庆孚,卢刚,刘荡波

一种SVPWM两相调制的过调制技术实现    周熙炜;刘卫国;马瑞卿;骆光照;

中点钳位式三电平STATCOM的动态相量建模与仿真    刘皓明,戚庆茹,李扬,倪以信

基于Matlab的自适应模糊PID控制器的设计    范子荣;张友鹏;

开关磁阻电机在风力发电中的应用    郑家伟;鲍延杰;董萍;林炯康;张祝;

基于MATLAB的开关磁阻发电机系统的非线性建模与仿真    严加根;刘闯;严利;刘迪吉;

开关磁阻发电机的控制模式及仿真研究    方天治,赵德安

开关磁阻电机调速系统及其新型控制策略研究    纪良文

开关磁阻电动机驱动系统建模及其控制策略研究    郑洪涛

航空高压直流开关磁阻起动/发电机系统的研究    严加根

开关磁阻电机非线性建模方法及智能控制策略研究    薛梅

小功率开关磁阻发电系统的理论研究与实践    吴韬

基于MATLAB/SIMUlink开关磁阻电机非线性建模方法研究与实践    严利

开关磁阻风力发电系统研究    胡海燕

永磁风力发电机并网逆变器的设计与仿真    谢连军

开关磁阻风力发电机控制器设计与实验研究    吕佃顺

基于开关磁阻电机的风力发电系统的研究    田传帮

感应电机的模糊免疫控制研究    乔维德;

专家PID温度控制在高真空磁控溅射镀膜机中的应用研究    范程华;朱武;

液压AGC电液伺服系统单神经元自适应控制与仿真研究    张建功;刘宝权;刘佳伟;

基于神经网络参数自整定PID控制的应用    胡龙军;陈一波;陶吉利;

基于模糊神经网络的刘翔110m栏成绩预测    刘国璧;袁宏俊;孙群;孟涛;

过程控制系统课程教学改革的探索与实践    沈亚斌;赵涛;陈桂;

用FUZZY-PID控制器实现控制参数的自整定    陈跃东,郎朗

PID模糊控制器的改进    武昌俊

城市路口多相位智能交通信号控制    周力;王冠凌;

智能烟叶烤房控制系统的设计    康国磊;黄春;江泳;

压电式气动伺服阀控制策略的研究    龙威;袁锐波;曾浩;张宗成;

节能减排与可再生能源的开发利用    鲁胜利;卢彩虹;周黎明;刘波;周建梅;

二自由度交流磁轴承参数自整定模糊PID控制器研究    王雷;朱熀秋;陈艳;

开关磁阻电机的模糊自适应PID控制    修杰;夏长亮;

短时交通流频谱分析与预测    翁小雄;翦俊;

模糊逻辑神经网络控制在交流调速系统中的仿真研究    乔美英;兰建义;

新型智能变增益单神经元PID控制算法    李俊丽;张光辉;祝晓红;

基于模糊免疫控制的PI调速器设计    王旭光;孙衢;

混合动力电动汽车的振动建模与仿真研究    薛玉春;萩原一郎;张义民;

Research of PID Parameter Optimization based-on Cultural based Ant colony Algorithm for Superheated Steam Temperature    

船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究    冷欣

开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究    许爱德

神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究    汪木兰

基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究    张红兵

线控转向系统主动安全预测控制策略的研究    罗石

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

具突变性对象的量子神经网络突变波函数及权重波函数的分析与研究    南栋祥

新型磁通切换型磁阻电机系统的分析、设计与控制研究    王道涵

四频差动激光陀螺相关技术研究    杨建强

中国风电产业融资问题研究    张伯松

基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究    冯小冬

水下作业机械手抓取力伺服控制的研究    汪步云

基于ARM的电阻点焊控制器    徐旭

基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计    苗晋玲

真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计    马爱清

液压混合动力汽车能量再生系统特性仿真研究    邵建桥

基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计    岳光亮

大功率电动汽车多功能智能快速充电机的研究    高丽丽

矿用液压支架搬运车辆结构设计与液压驱动系统性能研究    于振涛

基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计    刘鲁艳

一种两阶段变步长最大功率点控制策略    胡义华;陈昊;徐瑞东;胡贤新;王小昆;

开关磁阻发电机最大输出功率的控制原则    熊立新;高厚磊;徐丙垠;

变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制    刘其辉,贺益康,赵仁德

基于MPPT算法的风力永磁发电系统的仿真研究    王丰收;沈传文;孟永庆;

变速风力机的最大风能捕获控制策略研究    赵佩宏;李建林;鄂春良;

开关磁阻电机在风力发电中的应用    郑家伟;鲍延杰;董萍;林炯康;张祝;

风能利用系数模糊控制策略的研究    高俊莹;徐建军;许爱华;赵玉峰;蒋生友;

直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略    尹明;李庚银;张建成;赵巍然;薛轶峰;

风力发电机组的变论域自适应模糊控制    张新房,徐大平

中国风能资源贮量估算    薛桁,朱瑞兆,杨振斌,袁春红

航空高压直流开关磁阻起动/发电机系统的研究    严加根

变速直驱开关磁阻风力发电机输出功率控制    熊立新

开关磁阻电机振动特性及控制系统设计研究    王治平

开关磁阻风力发电系统研究    胡海燕

开关磁阻风力发电机的研究    张磊

开关磁阻风力发电机控制器设计与实验研究    吕佃顺

开关磁阻电机发电控制系统的研究    顾明磊

直驱永磁同步风力发电控制系统的研究与设计    瞿兴鸿

直驱式风力发电系统及其控制策略研究    王彦国

基于开关磁阻电机的风力发电系统的研究    田传帮

永磁直驱式风力发电系统中最大功率控制的仿真研究    佘峰

开关磁阻风力发电系统建模与研究    钟坤炎

基于FPGA的开关磁阻风力发电并网逆变控制系统的设计    王斐

我国风力发电产业发展前景与策略    周鹤良;

变频技术在风力发电中的应用    周璜;魏利平;

应用过调制技术扩展永磁同步电机运行区域    梁振鸿,温旭辉

开关磁阻电动机角度最佳控制的研究方法与数值仿真    薛向党;黎家玲;

最小开关损耗VSVPWM技术的研究与仿真    张桂斌,徐政

一种简单的三电平逆变器PWM控制算法    庄朝晖,熊有伦

开关磁阻发电系统数学建模    李声晋,励庆孚,卢刚

基于径向基函数神经网络的开关磁阻电机建模    纪良文,蒋静坪,何峰

基于变结构模糊神经网络的开关磁阻电动机非线性模型    郑洪涛,蔡际令,蒋静坪

开关磁阻发电机系统研究    陈昊,谢桂林

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

变速恒频双馈风力发电模拟平台的研究    谢震

交流传动系统的新型控制策略    葛宝明

无刷双馈风力发电机系统的研究    李勤

小功率开关磁阻发电系统的理论研究与实践    吴韬

开关磁阻发电机系统的研究    张慧

基于MATLAB/SIMUlink开关磁阻电机非线性建模方法研究与实践    严利

开关磁阻风力发电系统研究    胡海燕

基于DSP的开关磁阻电机模糊控制研究    邵长久

开关磁阻电机的损耗及热分析研究    杨丽

电气传动控制系统新一簇——开关磁阻电机调速系统    刘勤,李岳生,高超

嵌入式实时操作系统在开关磁阻电机控制系统中的应用    蒯松岩,谭国俊,张玉祝

PID型模糊控制器在开关磁阻电机驱动系统中的应用    何莉,万沛霖,肖蕙蕙

开关磁阻电机驱动系统的工业应用    詹琼华,刘迪吉,高超

2.2kW开关磁阻电机驱动系统的设计    叶华峰,王双红,詹琼华

开关磁阻电机调速系统的构成及控制    张志军

分马力开关磁阻调速电动机及其应用    曹志亮,樊小明,朱学忠

用开关磁阻电动机调速系统改造龙门刨床    步勇兵,高超

开关磁阻组合起动机/发电机设计及试验    李声晋,卢刚,马瑞卿,励庆孚

开关磁阻调速系统概述    陈云霞

开关磁阻调速电机系统研究    陈昊;

基于SVM-GA的磁悬浮开关磁阻电机优化设计    项倩雯;孙玉坤;张新华;

开关磁阻调速电动机系统电流频谱测试    陈昊;徐瑞东;邵佐;

55kW开关磁阻电机调速系统    胡世敏;刘卫华;

新型风力发电机系统研究    陈昊;

一种开关磁阻电动机的控制方法    肖芳;

开关磁阻电动滚筒在带式输送机驱动装置上的应用前景    白宏峰;

基于DSP的车用开关磁阻起动/发电机控制系统    赵德安;茅靖峰;施凯;

新型变速风力发电机及其控制系统研究    陈昊;

电牵引采煤机用开关磁阻电机的研制    闫志平;高超;杜忠;陈宗根;

畅想开关磁阻电动机(SRD)的未来    徐丙垠 博士

开关磁阻调速电动机显示三重功效    徐丙垠 博士

风力发电打开“效益之门”    记者 刘传书

直驱动力带领家电业轻松起舞    本报记者杨爱新

科技成张店经济发展强力引擎    张秀贵

徐州12项科研成果获省科技进步奖    记者　 郇靖海 通讯员　 曹智 江军

用诚实拓展市场    孟凡江 谢刚

节能型专利产品成市民发明热点    郇靖海通讯员 胡亚辉 张薇

耐火材料成型用压砖机的开发与应用    杨思一 赵婷婷

山东荣成：吹响发展低碳经济的号角    张起帅　林永波

变速直驱开关磁阻风力发电机输出功率控制    熊立新

开关磁阻起动/发电系统控制策略及实验研究    昝小舒

开关磁阻电动机驱动系统建模及其控制策略研究    郑洪涛

开关磁阻电机调速系统及其新型控制策略研究    纪良文

电力电子电路中的分岔、混沌及其应用研究    于东升

双凸极无刷直流发电机    朱德明

飞机无刷直流起动/发电系统的研究    戴卫力

双通道开关磁阻起动/发电机系统故障分析与容错控制    毕涛

无轴承开关磁阻全周期发电机控制策略的研究    周芹

双通道开关磁阻起动/发电系统均衡控制    郝伟娜

三相开关磁阻起动/发电机的研究    李华柏

双通道开关磁阻起动/发电系统故障诊断和容错控制    徐文

开关磁阻风力发电系统功率闭环控制的研究    胡宝颖

开关磁阻电机损耗及其温升研究    张灵霞

无轴承开关磁阻全周期发电机励磁优化的研究与实现    姚瑱

开关磁阻电动螺旋压力机及其节能数控研究    王浩

变发电电压驱动开关磁阻风力发电系统的最大功率跟踪    侯帅