本文關(guān)鍵詞：永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流系統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制研究

  更多相關(guān)文章： 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流系統(tǒng) 直接轉(zhuǎn)矩控制 擴展卡爾曼濾波 無傳感器控制 MPPT RT-LAB

【摘要】：隨著能源短缺問題層出不窮,風(fēng)能作為地球表面上一種廣泛分布的比較好的綠色能源,受到人們的青睞。而風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是有效利用風(fēng)能的方式之一,對于大功率尤其是MW級風(fēng)電系統(tǒng)控制策略的研究是解決如何快速有效的提高系統(tǒng)運行效率的重要途徑。首先,本文介紹了基于直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組并對其進行詳細分析研究。針對傳統(tǒng)的DTC控制當(dāng)中,通常要利用電壓積分的方法對定子的磁鏈進行計算,然而由于積分器存在誤差積累和積分飽和等問題,導(dǎo)致對定子磁鏈的估算不精確,以至于磁鏈和轉(zhuǎn)矩的脈動較大。另外,使用速度傳感器不僅提高了成本而且又會對機組的可靠性產(chǎn)生影響。因此,本文采用擴展卡爾曼濾波(EKF)原理構(gòu)建了定子磁鏈以及轉(zhuǎn)速的觀測器,加強了對磁鏈的觀測精度,同時完成了對永磁同步發(fā)電機(PMSG)的無速度傳感器DTC控制,在很大程度上解決了磁鏈估算不精確以及轉(zhuǎn)矩脈動大的問題。其次,針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中通常需要使用硬件傳感器測量風(fēng)速,從而進行最大風(fēng)能跟蹤(MPPT)控制的問題。設(shè)計了一種基于無風(fēng)速傳感器的永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)DTC控制策略,直接根據(jù)PMSG的轉(zhuǎn)速來估算最優(yōu)轉(zhuǎn)矩給定,通過直接控制PMSG的轉(zhuǎn)矩以及定子磁鏈幅值來完成機組的最大功率跟蹤。RT-LAB是能夠直接和MATLAB/Simulink相配合來共同完成對控制系統(tǒng)建模和半實物實時仿真的軟件。在該軟件上設(shè)計完成的控制算法能很好的應(yīng)用到具體工程當(dāng)中,既節(jié)省了研發(fā)時間又減輕了工作量。本文按照RT-LAB硬件實時仿真技術(shù)的軟件開發(fā)流程,搭建了永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組的DTC控制仿真模型。最后通過大量仿真實驗證明了本文所采取的控制方案的正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流系統(tǒng) 直接轉(zhuǎn)矩控制 擴展卡爾曼濾波 無傳感器控制 MPPT RT-LAB
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSRTACT5-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 風(fēng)力發(fā)電研究背景和現(xiàn)狀9-16
• 1.1.1 風(fēng)力發(fā)電研究背景及意義9-10
• 1.1.2 國際風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀10-12
• 1.1.3 國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀12-15
• 1.1.4 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢15-16
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-21
• 1.2.1 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)18-19
• 1.2.2 永磁同步發(fā)電機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)19-20
• 1.2.3 無速度傳感器技術(shù)20-21
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容21-23
• 第二章 直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機及變流系統(tǒng)建模23-29
• 2.1 直驅(qū)型永磁風(fēng)力發(fā)電變流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2 永磁同步發(fā)電機的數(shù)學(xué)建模24-27
• 2.2.1 ABC坐標(biāo)系下PMSG數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.2.2 α-β 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型25-27
• 2.3 電壓型PWM整流器27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制和仿真分析29-57
• 3.1 永磁同步發(fā)電機的直接轉(zhuǎn)矩控制29-30
• 3.2 電壓型三相逆變器的工作原理30-32
• 3.3 定子磁鏈和速度觀測器32-35
• 3.3.1 擴展卡爾曼濾波器原理32-33
• 3.3.2 非線性連續(xù)系統(tǒng)的線性離散化33-35
• 3.4 直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機的直接轉(zhuǎn)矩控制35-40
• 3.4.1 定子磁鏈及轉(zhuǎn)矩控制35-38
• 3.4.2 開關(guān)電壓矢量表的構(gòu)造38-40
• 3.5 直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機的直接轉(zhuǎn)矩控制及仿真研究40-49
• 3.5.1 風(fēng)力機模型41-43
• 3.5.2 控制子系統(tǒng)模型43-46
• 3.5.3 永磁同步發(fā)電機直接轉(zhuǎn)矩控制仿真分析46-49
• 3.6 電網(wǎng)側(cè)變流器控制策略49-56
• 3.6.1 電網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型49-51
• 3.6.2 電網(wǎng)電壓定向的變流器矢量控制51-53
• 3.6.3 直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制仿真研究53-56
• 3.7 本章小結(jié)56-57
• 第四章 基于無風(fēng)速傳感器的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制57-64
• 4.1 最大功率跟蹤原理57-59
• 4.1.1 最大功率跟蹤算法57-58
• 4.1.2 基于無風(fēng)速傳感器的最大功率跟蹤控制58-59
• 4.2 基于無風(fēng)速傳感器的最大功率跟蹤控制仿真59-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 第五章 基于RT-LAB的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的實時仿真研究64-72
• 5.1 RT-LAB簡介64-67
• 5.2 基于RT-LAB的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的實時仿真67-71
• 5.2.1 基于RT-LAB的半實物實時仿建模67-69
• 5.2.2 基于RT-LAB的實時仿真結(jié)果分析69-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 研究工作總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻74-78
• 附錄78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果79-80
• 致謝80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李永東,曾毅,譚卓輝,侯軒;無速度傳感器三電平逆變器異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)(II)——基于全階定子磁鏈觀測器的參數(shù)和速度辨識[J];電工技術(shù)學(xué)報;2004年08期

2 徐艷平;鐘彥儒;;基于占空比控制的永磁同步電機新型直接轉(zhuǎn)矩控制策略[J];電工技術(shù)學(xué)報;2009年10期

3 奚國華;胡衛(wèi)華;喻壽益;桂衛(wèi)華;;異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制模糊DSVM控制策略[J];電機與控制學(xué)報;2007年05期

4 郎寶華;劉衛(wèi)國;周熙煒;賀虎成;;基于定子磁鏈全維狀態(tài)觀測器的直接轉(zhuǎn)矩控制[J];電力電子技術(shù);2007年11期

5 魏欣,陳大躍,趙春宇;一種基于占空比控制技術(shù)的異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制方案[J];中國電機工程學(xué)報;2005年14期

6 王玫;趙曉麗;;中國風(fēng)電發(fā)展經(jīng)濟政策回顧與分析[J];中國能源;2011年10期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊校生 祁和生 徐濤;[N];中國能源報;2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李龍文;變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2006年

2 張昱;永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2007年

3 石書琪;直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流系統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制研究[D];湖南大學(xué);2012年

4 王玉龍;風(fēng)力發(fā)電背靠背雙PWM變流技術(shù)的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2012年

5 顧春杰;基于RT-LAB的高速動車組牽引傳動系統(tǒng)仿真平臺研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 高飛;永磁同步電動機無傳感器的位置檢測技術(shù)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2013年

，

本文編號：636850