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基于异步电机的风轮机运行特性模拟

李刚  
【摘要】: 随着世界各国对风力发电技术研究的重视,风力发电机组及其控制技术的种类也越来越多,但是由于风轮机组设备的庞大和气象条件的限制,不便对新机组和新技术进行现场测试,这就需要开发一套风轮机模拟系统,以便更好地开展风力发电技术研究。针对这一需要,本文研究开发了一套风轮机模拟装置。 本文对风轮机系统的主要组成部分即风速、风轮机和传动部件等进行了数学建模。根据风轮机的工作原理和输出功率特性,提出了基于变频调速异步电动机模拟风轮机输出特性的思路,设计出了风轮机转速模拟和风轮机转矩模拟两种控制方式,并对其中的电动机转速控制进行了研究。 在上述研究基础之上,研发了一套基于Visual Basic语言的风轮机模拟上位机控制软件,用于执行风轮机模拟控制的算法;使用西门子MicroMaster440变频器和异步交流电机搭建了模拟风轮机的硬件平台,作为对软件计算控制量的响应。在研究MM440变频器与计算机之间USS通信协议的基础之上,完成了RS-485总线通信网络的连接和通信抗干扰的设计。 利用设计完成的风电机组模拟实验平台对某型号的风力发电机组进行了模拟实验,通过对模拟机组输出特性曲线的测试和并网运行实验数据的分析,验证了本文所设计开发的风轮机模拟系统的有效性和实用性。


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