【摘要】：風(fēng)能資源是一種可再生的清潔能源,風(fēng)力發(fā)電能夠改善煤炭、石油等不可再生能源的日益枯竭帶來的能源問題,同時還能改善環(huán)境。因此對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究很有必要。風(fēng)電場使用最廣泛的風(fēng)電機組是雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組,在本文中,以雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組作為研究對象進行了實時仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和通信設(shè)計以及變頻器的FPGA仿真程序設(shè)計。為了對雙饋風(fēng)力發(fā)電機及變頻器進行研究,本文開發(fā)了一套能實時模擬整個風(fēng)力發(fā)電過程的半實物實時仿真系統(tǒng),本文主要完成以下內(nèi)容:首先對雙饋風(fēng)力發(fā)電機及變頻器分別進行了運行原理及控制策略分析,并采用LabVIEW建立了其數(shù)學(xué)模型;然后對變頻器的FPGA程序進行設(shè)計,主要是對FPGA板卡中的變頻器程序編寫和工控機中主程序的編寫,實現(xiàn)主機程序與FPGA板卡的數(shù)據(jù)交互;最后對整個實時仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和通信進行了設(shè)計,主要是工控機與FPGA之間的DMA通信程序設(shè)計、工控機與主控系統(tǒng)間的PROFIBUS通信設(shè)計、工控機與上位監(jiān)控系統(tǒng)之間的UDP通信設(shè)計,另外還對仿真系統(tǒng)的I/O接口進行了設(shè)計,主要是FPGA板卡的I/O接口設(shè)計、模擬輸入輸出板卡的I/O接口設(shè)計以及主控系統(tǒng)的I/O接口設(shè)計。此外,為了完整的模擬整個風(fēng)力發(fā)電的過程,本文結(jié)合了實驗室中的風(fēng)機部分程序,按照本文所設(shè)計的實時仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將模型仿真系統(tǒng)、主控系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)相連接,搭建完成一個完整的實時仿真系統(tǒng)。最后,將所搭建的仿真系統(tǒng)在實際風(fēng)場采集的風(fēng)速數(shù)據(jù)下進行并網(wǎng)仿真測試實驗,對實驗仿真結(jié)果進行分析,結(jié)果顯示本文所設(shè)計的實時仿真系統(tǒng)方案及變頻器模塊設(shè)計合理,能模擬實際的雙饋風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電運行過程。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM614;TN773

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本文編號：2761722