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《内蒙古科技大学》 2010年
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风力发电机组风轮模拟系统的研究

韩素贤  
【摘要】:当今,随着人类对环境污染以及能源危机的高度重视,风力发电技术已成了各个国家的研究热点。虽然在现场进行风力发电的实验研究能够得到直接的实验数据及结果,但由于现场环境较恶劣、实验空间受限等,所以现场实验的过程很难实现。这样不仅消耗大量的人力、物力和财力,还浪费大量的宝贵时间。所以,模拟风轮系统的输出特性成为解决该问题的有效方法。因此搭建风轮模拟系统成为实验室研究风力发电技术的关键,它对推动风力发电事业的发展起着重要的作用。 本文提出了一种风轮模拟系统的设计方案,利用模拟控制器和变频器来控制异步电机,使异步电机的输出特性满足风轮的输出特性。 本设计采用四分量组合风速模型,用Matlab/Simulink对组合风速进行建模仿真。用仿真波形与风速仪实测的风速波形进行比较,结果表明,该数学模型能够较精确地反映风速的实际突变性、渐变性及随机性等特点,适用于风力发电系统的模拟研究工作。然后通过分析风轮的空气动力学特性以及最大风能吸收理论,建立了风轮的输出功率以及输出转矩的数学模型。在此基础上进行了风轮模拟系统的Matlab/Simulink仿真,采用矢量控制技术来实现给定风速下用异步电机模拟实际风轮的输出特性,仿真结果和理论分析相符合,表明本设计方案是正确和可行的;最后设计了整套风轮模拟系统,该系统主要由上位机、变频器及异步电机等硬件设备组成,能够模拟风轮的动态特性。并在上位机上编制了上位机操作界面,能够实现风速参数以及风轮参数的设置,并且可实时监测正在运行的状态,还可保存当前数据以便事后进行分析及处理。
【学位授予单位】:内蒙古科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM315

【参考文献】
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