了得網工業技術_雙饋風力發電繫統的建模、仿真與控制

內容簡介

本書主要介紹雙饋感應電機風力發電繫統的建模、仿真與控制技術。在介紹風力發電繫統基本概念及其基本理論的基礎上，繫統地介紹了雙饋感應電機風力發電機穩態數學模型及其運行、雙饋感應電機的動態數學模型、背靠背功率變換器數學模型及其控制技術、雙饋感應電機矢量控制技術以及基於MATLAB/SIMULINK仿真軟件完成的雙饋感應電機風力發電繫統仿真。

電力電子新技術繫列圖書序言前言本書涉及的常用符號表第１章緒論１１. １風能開發與利用１１. １. １能源危機問題１１. １. ２生態環境問題１１. １. ３風能開發與利用２１. ２風力發電繫統技術發展６１. ２. １恆速恆頻風力發電繫統７１. ２. ２變速恆頻風力發電繫統７１. ３雙饋感應電機風力發電繫統描述１２１. ３. １雙饋感應電機風力發電繫統接入電網方式１２１. ３. ２雙饋感應電機風力發電繫統功率變換器技術１４１. ３. ３雙饋感應電機技術１８１. ３. ４雙饋感應電機風力發電繫統典型拓撲結構及其優點１９１. ３. ５雙饋感應電機風力發電繫統控制技術２１１. ４本書內容概述２４參考文獻２６第２章風力發電繫統基本概念及其基礎理論３０２. １風力發電繫統的基本概念３０２. １. １風力發電繫統基本組成３０２. １. ２風輪結構３２２. １. ３風輪功率控制３２２. ２風力發電繫統理論基礎３４２. ２. １風能３４２. ２. ２貝茲極限３５２. ２. ３風輪的特性繫數３７２. ２. ４Ｃｐ λ 曲線３９２. ２. ５ＣＴ λ 曲線４０２. ２. ６風輪輸出功率表達式４１２. ２. ７風輪輸出轉矩表達式４３２. ３變速風力發電繫統功率控制分區４４２. ４變速風力發電繫統轉速控制分區４６２. ４. １變速風力發電繫統小和轉速控制４７２. ４. ２變速風力發電繫統額定功率控制４８２. ４. ３變速風力發電繫統風能跟蹤控制４９２. ５小結５１參考文獻５２第３章雙饋感應電機穩態數學模型及其運行５３３. １雙饋感應電機的結構及其優點５３３. ２雙饋感應電機基本概念５４３. ２. １雙饋感應電機的電磁力５４３. ２. ２轉速差和轉差率概念５５３. ２. ３雙饋感應電機轉子頻率５６３. ２. ４雙饋感應電機穩態等效電路５７３. ２. ５雙饋感應電機穩態數學模型及其相量圖６２３. ３雙饋感應電機的穩態運行６６３. ３. １雙饋感應電機基本有功功率流動及其平衡關繫６６３. ３. ２轉子銅耗和轉換功率的分解６７３. ３. ３雙饋感應電機有功功率計算７０３. ３. ４雙饋感應電機電磁轉矩計算７２３. ３. ５雙饋感應電機無功功率計算７３３. ３. ６雙饋感應電機有功功率、電磁轉矩和轉速之間的近似關繫７４３. ３. ７雙饋感應電機四像限運行７５３. ３. ８雙饋風力發電繫統變速恆頻運行７８３. ３. ９雙饋感應電機穩態數學模型標幺值繫統７９３. ４小結８２參考文獻８３第４章雙饋感應電機動態數學模型８４４. １三相自然靜止ＡＢＣ/ ａｂｃ坐標繫下雙饋感應電機的數學模型８４４. ２兩相正交坐標繫下雙饋感應電機數學模型９１４. ２. １坐標變換９１４. ２. ２兩相任意旋轉ｄｑ０坐標繫下的雙饋感應電機數學模型９３４. ２. ３靜止αβ 坐標繫下的雙饋感應電機數學模型１００４. ２. ４同步旋轉ｘｙ坐標繫下的雙饋感應電機數學模型１０２４. ３雙饋感應電機在正交坐標繫下的狀態方程１０４４. ３. １任意旋轉ｄｑ０坐標繫下雙饋感應電機狀態方程１０４４. ３. ２兩相靜止αβ 坐標繫下雙饋感應電機狀態方程１０６４. ３. ３兩相同步ｘｙ坐標繫下雙饋感應電機狀態方程１０７４. ４雙饋感應電機數學模型的空間矢量表征１０８４. ４. １空間矢量概念１０８４. ４. ２三相自然靜止坐標繫下的雙饋感應電機數學模型空間矢量表征１０９４. ４. ３任意旋轉兩相ｄｑ坐標繫下雙饋感應電機數學模型空間矢量表征１１０４. ５標幺值繫統及其轉換１１２４. ６雙饋感應電機仿真模型實現１１６４. ７小結１１８參考文獻１１８第５章背靠背功率變換器數學模型及其控制技術１１９５. １交直交電壓型功率變換器基本拓撲及工作原理１１９５. ２網側繫統穩態運行１２０５. ３背靠背功率變換器數學模型１２３５. ３. １網側變換器數學模型１２３５. ３. ２網側濾波器數學模型１２８５. ３. ３轉子側變換器數學模型１２９５. ３. ４直流側數學模型１３０５. ３. ５背靠背功率變換器仿真模型實現１３１５. ４功率變換器調制技術１３３５. ４. １正弦波脈寬調制技術１３３５. ４. ２三次諧波注入的正弦波脈寬調制技術１３６５. ４. ３空間矢量脈寬調制技術１４０５. ５網側變換器控制技術１５２５. ５. １網側濾波器兩相正交坐標繫下數學模型１５２５. ５. ２網側變換器電網電壓定向矢量控制技術(ＶＯＣ) １５４５. ６小結１６５參考文獻１６５第６章雙饋感應電機矢量控制技術１６７６. １矢量控制技術１６７６. ２

前言

能源是整個世界發展和經濟增長的基本的驅動力. 是人類賴以生存和發展的基礎. 然而在近代人類發展的長河中. 世界各國能源消費結構一直以來幾乎沒有發生大的變化. 仍然以石油、天然氣、煤炭等常規能源為主. 但是作為世界能源主要支柱的常規能源的儲量是非常有限的. 在全球經濟急劇增長的今天. 對能源的需求越來越大. 世界常規能源的儲量越來越少. 能源危機越來越嚴重. 已經成為阻礙人類進一步發展的桎梏. 除了能源危機之外. 常規能源的大量消耗還給人類帶來了嚴重的環境污染問題. 甚至到了影響地球生態繫統自律功能正常運轉的嚴重程度.為了應對能源與環境既相互矛盾又相互聯繫的兩大難題. 人們經過艱難的探索. 逐步認識到可再生能源的開發和利用是有效的解決途徑之一. 這主要是因為可再生能源比如風能、太陽能、潮汐能等不僅可再生. 而且對環境友好. 對環境的影響是局部的、可控的、可以忽略不計的. 目前. 開發利用綠色能源已成為保護環境. 促進可持續發展的有效途徑. 是當今世界各國政府達成的共識. 近年來. 尤其是對風能資源的開發和利用. 已受到世界各國的高度重視. 並取得了長足的發展.本書首先回顧了目前國內外風力發電的發展及雙饋感應電機風力發電繫統的研究成果. 然後. 在風力機的空氣動力學原理和能量轉換原理的基礎上. 繫統地介紹了風力發電繫統結構、風輪功率的控制方法以及變速風力發電繫統功率控制和轉速控制在不同運行區域的控制任務和控制策略. 從實際風力發電繫統的功率曲線出發分析了變速風力發電繫統在中低風速時追蹤風能的可能性及其控制策略.雙饋感應電機風力發電繫統是目前風電市場上主流技術之一. 因此. 本書對該機型作了繫統的介紹. 從雙饋感應電機的穩態數學模型和運行入手. 先後介紹了雙饋感應電機的動態數學模型及其控制、背靠背功率變換器數學模型及其控制以及繫統仿真模型的實現和仿真.作者自２００５年在中國礦業大學攻讀碩士以來. 乃至在上海交通大學攻讀博士期間. 一直從事風力發電的科學研究工作. 尤其是對雙饋感應電機風力發電繫統有著繫統性的研究. 因此. 希望本書能對讀者了解雙饋感應電機風力發電繫統有所幫助和啟迪.ＶＩＩ在本書撰寫過程中. 也得到了山西省自然科學基金(２０１５０１１０６５) 和大同市基礎研究項目(２０１５１１２) 資金的大力支持. 作者借此向他們表示感謝!本書主要供工程技術人員在從事風電產品研發、生產制造和運行時參考. 也可作為從事風電研究的教師和研究生的參考用書.限於作者水平. 書中錯誤之處在所難免. 懇求讀者批評指正!作者２０１６年８月

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