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2.2变速恒频双馈感应发电机的基本原理 12
2.3双馈电机的等值电路方程 14
2.4双馈电机的功率计算 15
2.5小结 18
3双馈变速风电机的控制策略18
3.1双馈发电机交流励磁用变换器 18
3.2双馈变速风机的两种控制方式 19
4控制系统的仿真和结果分析20
4.1双馈变速风电机组的模型仿真 20
4.2双馈发电机交流励磁用变换器22
4.2.1 风力机的参数设定 22
4.2.2 发电机的参数设定 23
4.2.3 变换器的参数设定 24
4.2.4 运行模式下电压控制的参数设定 25
4.2.5 运行模式下无功功率控制的参数设定 26
4.3风电机组输出特性仿真27
4.3.1 风速波动下风电机组输出特性 27
4.3.2 电网故障下风电机组输出特性 29
4.4仿真的结果和分析30
致谢 31
参考文献 31
附录 33
1 绪论
1.1 课题的背景和意义
自20世纪70年代初第一次世界石油危机以来，能源日趋紧张，各国相继制定法律，用可再生能源来代替高污染的能源。从世界各国可再生能源的利用与发展趋势看，风能、太阳能和生物质能发展速度最快，产业前景也最好。风力发电在可再生能源发电技术中成本最接近于常规能源，所以就成为产业化发展最快的清洁能源。同时，风力发电技术相对成熟，并可大规模应用，具有很多的优点。比如，风力发电不消耗一次能源、不污染环境；与火力发电厂、水力发电厂相比，风电场的建设周期短，一台风力发电机组的安装时间不会超过3个月，千瓦级的风电场建设期小于一年；风电场的装机规模灵活，可安装一台投入使用一台；风电场实际占地少，有利于土地的综合开发等。截至2006年底，世界风电总装机容量为7422万千瓦，比上年增加了1520万千瓦。根据World Wind Energy Association的预测，到2010年世界风电装机将达到1．6亿千瓦。风力发电也受到中国政府的高度重视。中国风能资源丰富，其中可开发部分约为10亿千瓦(陆上2．5亿千瓦，海上7．5亿千瓦)。2004年除台湾省外全国累计风电装机为76．4万千瓦；2006年达至259．9万千瓦：2009年底将达8．6亿千瓦大力发展以风电为代表的可再生能源，对促进中国可再生能源的开发利用、增加能源供应、改善能源结构、提高能源安全、保护环境、发展循环经济、实现经济社会的可持续发展都发挥着重要的作用。我国的《国民经济与社会发展第十一个五年规划纲要》明确提出： “实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策，鼓励生产与消费可再生能源，提高在一次能源消费中的比重。”为了加快可再生能源发展，促进节能减排，积极应对气候变化，更好地满足经济和社会可持续发展的需要，我国政府采取了一系列的重大举措推进包括风能在内的可再生能源的发展。中国在2006年1月正式实施了《可再生能源法》，为推进包括风能在内的可再生能源的发展确立了法律框架。
1.2 国内外的研究状况
1.3 风电发电系统的优点
变速恒频风力发电是20 世纪末发展起来的一种新型发电方式它将电力电子技术矢量变换控制技术和微机信息处理技术引入发电机控制之中获得了一种全新的高质量的电能获取方式风力机采用变速运行即风机叶轮跟随风速的变化改变其旋转速度保持基本恒定的最佳叶尖速比风能利用系数最大相对于恒速运行方式变速运行具有如下优点：
（1）风能转换效率高变速运行风机以最佳叶尖速比在最大功率点运行提高了风力机的运行效率与恒速恒频风电系统相比理论上年发电量一般可提高20%以上。
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