毕业设计---永磁直驱风电机组变流器控制系统研究与设计

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1、 毕 业 设 计 题目：题目： 永磁直驱风电机组变流器控制系统研究与设计永磁直驱风电机组变流器控制系统研究与设计 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目：毕业设计（论文）题目：永磁直驱风电机组变流器控制系统研究与设计永磁直驱风电机组变流器控制系统研究与设计 完成期限：从完成期限：从 2012 年年 02 月月 20 日起到日起到 2012 年年 06 月月 08 日日 课题的意义及培养目标：课题的意义及培养目标：随着环保问题的日益突出，能源供应的渐趋紧张，风力发 电作为一种清洁的可再生能源的发电方式，已越来越受到世界各国人民的欢迎和重视。 同时，风力发电又是新能源发

2、电技术中最成熟和最具规模开发条件的发电方式之一。因 此，近几年来，我国的风力发电事业得到了很快的发展。本课题以目前风力发电系统中 较普遍使用的 MW 级直驱永磁同步风力发电机为研究对象，介绍并网主回路采用双脉 宽调制(PWM)控制交直交电压型变频器的直驱永磁同步风力发电控制系统。 详细分 析永磁同步电机的数学模型，结合风力机的特性，研究了采用最佳功率给定的最大风能 跟踪控制策略；分析电网侧变换器的数学模型，研究电网侧变换器的控制策略。最后利 用我校的风力发电实验平台验证控制策略的可行性。经过本系统的设计实践，使学生可 以很好的与目前的先进工程实践接轨。使所学的专业课及专业基础课的知识由理论转向

3、 实践，使所学的文化知识得到较好的实际应用和验证提升学生进入社会适应工程工作环 境的能力。 设计（论文）所需收集的原始数据与资料：设计（论文）所需收集的原始数据与资料：所需的资料、参考书籍如下： 1、电机及拖动基础（主要是同步发电机部分），风力发电技术中的电力电子技术， DSP 应用技术和电器控制及 PLC 等技术书籍 2、MATLAB 软件。 课题的主要任务（需附有技术指标要求） ：课题的主要任务（需附有技术指标要求） ： 1、熟悉永磁直驱同步风力发电机的原理。 2、分析永磁同步电机的数学模型和相关的坐标变换技术，研究基于矢量控制的电机侧 变换器控制策略。 3、针对风力机的运行特性，研究采用

4、最佳功率给定的最大风能跟踪控制策略。 4、分析电网侧变换器的基本控制原理，建立其数学模型，研究电网侧变换器的控制策 略。 5、在设计完成后，通过实验系统去验证可行性。 设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位） ：位） ： 周周 次次 设计（论文）任务及要求设计（论文）任务及要求 1-3 查阅学习和本课题有关的书籍学习风力发电技术等知识； 4 学习永磁直驱同步风力发电机控制工艺； 5-6 整理资料，学习 MATLAB 编程软件的使用； 7-11 研究采用最佳功率给定的最大风能跟踪控制策略，分析电网侧变换 器的基本控制原理，建立其数学模型，研究电网侧

5、变换器的控制策 略。 12-13 实际验证所做设计的合理性并作论文前期整理工作； 14-17 论文定稿，印制，做答辩准备。 学学 生：生： 日期：日期： 指导教师：指导教师： 日期：日期： 教研室主任：教研室主任： 日期：日期： I 永磁直驱风电机组变流器控制系统研究与设计 摘 要 在常规能源日益紧张，环境污染问题日益严重的今天，开发和利用无污染且资源丰 富的风能具有十分重要的意义，为此，世界各国竞相发展风电产业，风电技术得到了前 所未有的快速发展，涌现出多种风电机组类型。其中，永磁直驱式风电系统以其无齿轮 箱、维护成本低、噪音低等独有优势正受到越来越多的关注，已经成为变速恒频风电系 统未来发展的一个重要方向。 文章以永磁直驱风电变流系统的运行与控制为主题，进行从理论到仿真的全面深入 研究。对永磁直驱风电系统的双 PWM 控制方式做了详细介绍和分析。 文章首先对风力发电系统的国内外发展状况进行了详细的阐述，介绍了几种常用的 风电机组类型及其控制技术。详细介绍了风电机组的运行原理，对双 PWM 型永磁直驱 风电系统进行了深入的研究，建立并分析了该系统的各个部分的数学模型。通过对机侧 和网侧数学模型的分析提出机侧采用转子磁场定向的