风力发电及变频器的仿真与控制研究

发布时间：2020-07-19 01:47

【摘要】：风能资源是一种可再生的清洁能源,风力发电能够改善煤炭、石油等不可再生能源的日益枯竭带来的能源问题,同时还能改善环境。因此对风力发电技术的研究很有必要。风电场使用最广泛的风电机组是双馈式风力发电机组,在本文中,以双馈式风力发电机组作为研究对象进行了实时仿真系统的结构和通信设计以及变频器的FPGA仿真程序设计。为了对双馈风力发电机及变频器进行研究,本文开发了一套能实时模拟整个风力发电过程的半实物实时仿真系统,本文主要完成以下内容:首先对双馈风力发电机及变频器分别进行了运行原理及控制策略分析,并采用LabVIEW建立了其数学模型;然后对变频器的FPGA程序进行设计,主要是对FPGA板卡中的变频器程序编写和工控机中主程序的编写,实现主机程序与FPGA板卡的数据交互;最后对整个实时仿真系统的结构和通信进行了设计,主要是工控机与FPGA之间的DMA通信程序设计、工控机与主控系统间的PROFIBUS通信设计、工控机与上位监控系统之间的UDP通信设计,另外还对仿真系统的I/O接口进行了设计,主要是FPGA板卡的I/O接口设计、模拟输入输出板卡的I/O接口设计以及主控系统的I/O接口设计。此外,为了完整的模拟整个风力发电的过程,本文结合了实验室中的风机部分程序,按照本文所设计的实时仿真系统结构将模型仿真系统、主控系统和上位监控系统相连接,搭建完成一个完整的实时仿真系统。最后,将所搭建的仿真系统在实际风场采集的风速数据下进行并网仿真测试实验,对实验仿真结果进行分析,结果显示本文所设计的实时仿真系统方案及变频器模块设计合理,能模拟实际的双馈风力发电机组发电运行过程。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM614;TN773

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 屈建喜;;第1讲 选用变频器的原则和注意事项(一)[J];电世界;2010年05期

2 李文华;;利用变频器资源提高钢包车运行的可靠性[J];鄂钢科技;2007年02期

3 徐俊;;浅谈变频器的基本原理及应用中的问题分析[J];涟钢科技与管理;2007年03期

4 张春辉;;变频器在煤矿生产中的应用[J];中小企业管理与科技(中旬刊);2019年03期

5 袁小斐;;变频器在钢铁行业中的应用与研究[J];内燃机与配件;2018年04期

6 靳鹏;;论变频器的维护及散热的思考[J];数码设计;2017年09期

7 张金达;;使用变频器时应注意的问题[J];山东工业技术;2018年08期

8 吕亮;;变频器控制原理及方式探讨[J];中国石油和化工标准与质量;2016年24期

9 张培欧;;任务驱动教学方法在变频器实用技术教学中的应用[J];现代职业教育;2017年05期

10 吴海东;;变频器控制技术在平衡机中的应用[J];风机技术;2009年01期

相关会议论文 前10条

1 李威;程哲;黄斌;;基于单片机和变频器的自动扶梯节能设计[A];2017年3月建筑科技与管理学术交流会论文集[C];2017年

2 韩放;陈昕;耿庆芝;;给粉变频器控制与锅炉的安全经济运行[A];高效 清洁 安全 电力发展与和谐社会建设——吉林省电机工程学会2008年学术年会论文集[C];2008年

3 陈辉;雷淮刚;杨喜军;;基于开关函数的SVPWM变频器控制方法[A];第二届全国特种电源与元器件年会论文集[C];2002年

4 李健;王雪梅;;变频器在选矿生产中的应用探讨[A];第二十二届川鲁冀晋琼粤辽七省矿业学术交流会论文集（下册）[C];2015年

5 吴益凡;;变频器在高炉上料中的运用[A];2017第五届炼铁对标、节能降本及新技术研讨会论文集[C];2017年

6 冯宇;;变频器控制与通信[A];工业自动化应用实践——全国（第五届）炼钢、连铸和轧钢自动化学术会议论文集[C];2002年

7 王磊;;机械压机移动工作台变频器优化[A];第十四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2017年

8 白桂红;;变频器的控制电路及几种常见故障分析[A];第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文（摘要）集[C];2007年

9 谢国栋;;首钢京唐连铸机变频器升级改造[A];2019年第二届钢铁工业智能制造发展论坛会议论文集[C];2019年

10 张传明;;变频器对复塑钢板生产线的改造[A];中国职协2016年度优秀科研成果获奖论文集（学校二等奖）[C];2016年

相关重要报纸文章 前8条

1 江西 陶波;变频器简单应用的简易参数设定方法[N];电子报;2016年

2 梁之龙;从实验室阔步走向产业化 10年征程东方日立致力绿色梦想[N];机电商报;2009年

3 山西 田鹏伟;关于变频器“端子控制启/停”参数设置及称谱谓的探讨[N];电子报;2018年

4 山西 毕秀娥;关于变频器“端子控制启/停”参数设置称谓的探讨[N];电子报;2017年

5 浙江 马志坚;变频器控制三相异步电机的故障分析[N];电子报;2009年

6 江苏 房德禹;无塔泵变频器控制线路改造[N];电子报;2008年

7 江西 陶波;ABB ACS550变频器在塑料管厂应用的电路与参数设定[N];电子报;2018年

8 江西 陶波;高炉探尺变频器控制电路原理与维修[N];电子报;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵文超;基于实时控制的交交变频器高频段触发策略研究[D];河南理工大学;2018年

2 邹武俊;风力发电及变频器的仿真与控制研究[D];华北电力大学(北京);2019年

3 李晶晶;高压变频器在某炼油厂氢压缩机改造上的应用[D];北京化工大学;2017年

4 吴词福;双PWM型变频器能量回馈控制策略的研究[D];湖南工业大学;2018年

5 于芳;双馈发电机及变频器的控制研究与FPGA仿真实现[D];华北电力大学(北京);2015年

6 孙建建;双馈风机双PWM变频器的建模及控制策略研究[D];华北电力大学(北京);2018年

7 刘新婷;基于模糊专家推理的变频器选型设计平台研究与开发[D];东北大学;2015年

8 方远征;基于三电平变频器的电机参数辨识的研究[D];东北大学;2015年

9 肖飞飞;基于超级电容器的变频器低电压穿越研究[D];西安理工大学;2018年

10 杨洋;发电厂变频器低电压穿越技术研究[D];华北电力大学(北京);2017年

本文编号：2761722