基于矩阵变换器的变速恒频风力发电控制研究

发布时间：2018-03-25 19:54

  本文选题：变速恒频　切入点：双馈电机　出处：《安徽理工大学》2016年硕士论文

【摘要】：矩阵变换器是一种能够实现输入、输出调节,四象限运行的新型交一交变换器,具有紧凑的结构紧凑。优越性很大的变速恒频风力发电系统在风力发电领域越来越得到重视。采用双馈电机来实现变速恒频风力发电的优越性和可行性逐步得到证实。双馈电机转子侧的励磁变换器是实现风能最大化利用、输出功率解耦的关键。综合以上要点,本课题的双馈发电机转子的励磁变换器选用矩阵变换器。本课题介绍了矩阵变换器的拓扑结构以及运行原理进行,详细阐述并分析矩阵变换器的间接空间矢量调制法、基本滞环电流法、正弦环宽滞环电流法等调制策略,并利用Matlab/Simulink软件搭建双级矩阵变换器仿真模型对调制策略进行仿真分析。分析了实现变速恒频风力发电的四种方案。详细推导双馈电机的运行的数学原理并建立数学模型。在理论分析的基础上,提出了双馈电机的矢量控制方案,并对方案进行理论推导与分析。理论分析了以实现风能最大利用率为目的的最大风能追踪控制策略,详细分析了叶尖速比控制和三点比较算法实现最大风能追踪策略。仿真结果表明,基于矩阵变换器的变速恒频风力发电系统运行稳定、控制性能优越、输出电能质量高。文中给出了基于矩阵变换器的变速恒频风力发电系统的硬件构成和软件设计,为搭建实验平台和实际应用提供参考。
[Abstract]:Matrix converter is a new type of AC-AC converter, which can realize input, output regulation and four-quadrant operation. The advantages of variable speed constant frequency wind power generation system with compact structure and great superiority are paid more and more attention in the field of wind power generation. The advantages and feasibility of variable speed constant frequency wind power generation are gradually obtained by using a double fed machine to realize variable speed constant frequency wind power generation. It is proved that the excitation converter on the rotor side of doubly-fed motor can maximize the utilization of wind energy. The key to decoupling the output power is to synthesize the above points, the excitation converter of the doubly fed generator rotor is selected as matrix converter. The topology structure and operation principle of the matrix converter are introduced in this paper. The modulation strategies of matrix converter, such as indirect space vector modulation method, basic hysteresis current method, sinusoidal loop wide hysteresis current method and so on, are described and analyzed in detail. The modulation strategy is simulated and analyzed by using the simulation model of two-stage matrix converter with Matlab/Simulink software. Four schemes of wind power generation with variable speed and constant frequency are analyzed. The mathematical principle of operation of double-fed converter is deduced in detail and the number is established. On the basis of theoretical analysis, The vector control scheme of doubly-fed machine is put forward, and the scheme is deduced and analyzed theoretically. The maximum wind energy tracking control strategy for realizing the maximum utilization ratio of wind energy is theoretically analyzed. The maximum wind energy tracking strategy based on blade tip speed ratio control and three-point comparison algorithm is analyzed in detail. The simulation results show that the variable speed constant frequency wind power generation system based on matrix converter has stable operation and superior control performance. The hardware structure and software design of the variable speed constant frequency wind power generation system based on matrix converter are presented in this paper, which provides a reference for building the experimental platform and practical application.
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张铸;杨金明;张向伟;;矩阵变换器系统稳定性及其分析方法的研究[J];中国电力;2007年02期

2 粟梅;桂卫华;孙尧;王辉;;矩阵变换器技术及其应用研究[J];大功率变流技术;2010年01期

3 张丽琼;潘峰;;矩阵变换器空间矢量脉宽调制控制算法及仿真研究[J];电力电子;2012年01期

4 张丽琼;潘峰;;矩阵变换器空间矢量脉宽调制控制算法及仿真研究[J];电子世界;2012年06期

5 张丽琼;潘峰;;矩阵变换器空间矢量脉宽调制控制算法及仿真研究[J];电源世界;2012年05期

6 吴胜,黄声华,周理兵,李朗如;矩阵变换器的正反组电流过零切换控制法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年06期

7 郭有贵,喻寿益,朱建林;带不同负载时矩阵变换器的输入输出特性[J];中南工业大学学报(自然科学版);2003年05期

8 郭有贵;朱建林;;矩阵变换器的几项关键技术[J];电工技术;2003年04期

9 郭有贵,喻寿益,朱建林;矩阵变换器平衡/非平衡输入的对比分析[J];系统工程与电子技术;2004年08期

10 陈明,郭前岗,李耀华,孟彦京;矩阵变换器发展展望[J];电气传动自动化;2005年03期

相关会议论文 前10条

1 方永丽;唐轶;马星河;刘昊;;考虑管压降影响的双电压合成式矩阵变换器的仿真研究[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年

2 李志勇;蔡灏;谌海霞;;双桥矩阵变换器的仿真模型研究[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年

3 何智星;金爱娟;林珊;;矩阵变换器及其空间矢量调制技术的改进[A];04'中国企业自动化和信息化建设论坛暨中南六省区自动化学会学术年会专辑[C];2004年

4 孙冰冰;沈征;尹新;帅智康;粟梅;韩华;郭伟敏;;矩阵变换器开关换流物理过程的研究[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年

5 段其昌;郝风霞;唐毅;;矩阵变换器励磁的双馈感应风力发电系统研究(英文)[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用（CACIS）学术会议论文集[C];2007年

6 孙尧;粟梅;夏立勋;桂卫华;;基于载波调制策略的双级四脚矩阵变换器研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

7 罗培;朱建林;李利娟;;矩阵变换器的多电平电路拓扑结构与模型[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

8 粟梅;余岳;孙尧;桂卫华;;一种基于数学构造的矩阵变换器调制策略[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

9 闫朝阳;李建霞;郑颖楠;邬伟扬;;一种新型结构的DC-AC矩阵变换器前级电路[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年

10 周扬忠;钟技;钟天云;;低转矩磁链脉动型矩阵变换器供电ESM DTC系统研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

相关重要报纸文章 前1条

1 上海大学 陈伯时 教授;矩阵变换器的发展与展望[N];中国电子报;2003年

相关博士学位论文 前10条

1 佘宏武;矩阵变换器控制技术研究及其应用[D];华中科技大学;2011年

2 郭前岗;矩阵变换器及其电机驱动控制系统关键技术研究[D];西北工业大学;2007年

3 孙尧;矩阵变换器若干关键问题研究[D];中南大学;2010年

4 阎彦;矩阵变换器—永磁同步电机调速系统运行控制[D];天津大学;2010年

5 宋鹏;矩阵变换器—永磁同步电机调速系统稳定性研究[D];天津大学;2012年

6 李辉;基于矩阵变换器励磁的双馈型风力发电机并网运行控制策略研究[D];中南大学;2011年

7 曾雨竹;对矩阵变换器若干问题的研究[D];浙江大学;2007年

8 李幸;矩阵变换器的无功特性及控制研究[D];中南大学;2014年

9 粟梅;矩阵变换器—异步电动机高性能调速系统控制策略研究[D];中南大学;2005年

10 唐酿;矩阵变换器调制策略优化及应用分析[D];华北电力大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 潘东卿;矩阵变换器驱动异步电机直接转矩控制改进研究[D];湘潭大学;2015年

2 黄斯瑶;双级矩阵变换器功率开关故障诊断策略研究[D];湘潭大学;2015年

3 唐水平;基于重复控制的Buck-Boost矩阵变换器控制策略研究[D];湖南科技大学;2015年

4 聂宁;三相—单相Quasi-Z源矩阵变换器的研究[D];北京交通大学;2016年

5 蒋涛;基于矩阵变换器的变速恒频风力发电控制研究[D];安徽理工大学;2016年

6 王e，

本文编号：1664605