风力发电机组相量模型和详细模型对比研究.doc

摘要：能源是国家经济的基础，对人类的生存起到保证作用，由于工业化的增加，人类对化石能源消耗(煤、石油和天然气）越来越多。越来越多的能源问题正在成为全球问题。特别是，在过去的几个世纪里，人类疯狂的自然资源，对地球的生态环境产生了严重的影响。气候污染和气候变化已经成为人类发展的两个核心问题。风能是一种清洁能源的形式，利用风能意味着减少能源短缺和对生态环境保护。

本次毕业设计以DFIG风力发电机为例，在Matlab平台下对风力发电机的详细模型、相量模型和平均模型进行对比。在定性分析三种模型的区别之后，分别在两相接地短路故障和电压跌落情况下，对这三种模型进行仿真对比。时域仿真结果显示，详细模型仿真计算耗时更长，且仿真曲线中包含高频分量；而平均模型仿真计算耗时较短，仿真曲线相对平滑，且幅值与详细模型曲线基本一致；相量模型耗时最短，与其他两种模型曲线趋势一致但幅值相差较大。总的来说，详细模型、相量模型和平均模型的稳态和动态响应情况均相似，可以根据实际研究需要，选用合适的模型。

关键词：可再生能源；电力系统；风力发电机；详细模型；相量模型

目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论-1

1.1课题背景及研究意义-1

1.2 风力发电研究现状-1

1.2.1世界风电发展概况-1

1.2.2国内风电发展概况-2

1.3 本文主要工作-3

第二章 风力发电机模型-4

2.1引言-4

2.2 风力发电机组的组成-4

2.3 风力发电技术的发展趋势-5

2.3.1 基于鼠笼式异步发电机的风力发电系统-5

2.3.2 基于绕线异步发电机的风力发电系统-5

 2.3.3 基于双馈感应式发电机的风力发电系统-6

 2.3.4 基于直接驱动永磁发电机的风力发电系统-6

2.4 DFIG模型-7

 2.4.1 风机动态模型-10

2.4.2 “背靠背”变换器模型-11

2.4.3 控制器模型-12

2.5 MATLAB中三种模型结构对比-14

2.5.1 轴系-14

2.5.2 变流器-15

2.5.3 控制器-19

第三章DFIG风机三种模型仿真对比-22

3.1 电网故障下的仿真对比-22

3.1.1 两相短路情况下-22

3.1.2 电压跌落-24

结束语-30

致谢-31

参考文献-32