本文關(guān)鍵詞：基于SPWM鼠籠式異步發(fā)電機—整流器系統(tǒng)的解析仿真

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【摘要】：異步發(fā)電機在全功率風力發(fā)電系統(tǒng)中比較常見,通過實踐發(fā)現(xiàn)大規(guī)模風力發(fā)電系統(tǒng)中多臺異步發(fā)電機-變流器系統(tǒng)仿真速度很慢,其原因是大量變流器的存在及開關(guān)控制導致異步發(fā)電機對稱和不對稱復雜瞬態(tài)的出現(xiàn),而且切換頻繁,耗時較長。數(shù)值仿真的局限性不利于大規(guī)模風力發(fā)電系統(tǒng)的分析研究。本文提出一種新的解析仿真方法,為研究其快速性,對單臺直流母線電壓恒定情況下的鼠籠式異步發(fā)電機-整流器系統(tǒng)進行算法研究,具體內(nèi)容如下：1.對求解交流電機瞬態(tài)模型的數(shù)學方法進行歸納總結(jié),對比分析解析方法和數(shù)值方法的優(yōu)缺點；2.根據(jù)SPWM三相調(diào)制波之間的關(guān)系和不對稱規(guī)則采樣法,分別確定系統(tǒng)8種不同開關(guān)狀態(tài)的排列順序及其作用時間,為后面變步長解析仿真提供理論基礎；3.基于異步發(fā)電機和整流器之間的電壓關(guān)系,使用空間向量推導出適用于該系統(tǒng)8種開關(guān)狀態(tài)的數(shù)學模型,并使用拉氏變換和反變換對其進行解析求解,得到發(fā)電機的時域電流表達式；4.使用所推導的系統(tǒng)數(shù)學模型能夠很好地處理系統(tǒng)8種工作狀態(tài)的銜接,從而解析計算出特定工況下系統(tǒng)的運行行為,且利用改進歐拉法和四階龍格-庫塔法對該工況下的系統(tǒng)進行數(shù)值仿真,并用M文件進行編程實現(xiàn)。在與同一工況下該系統(tǒng)的Simulink仿真結(jié)果和兩種數(shù)值仿真結(jié)果進行對比后發(fā)現(xiàn),在系統(tǒng)仿真精度相差不大時,解析仿真花費時間較少,說明了解析仿真方法能夠加快所研究系統(tǒng)的仿真求解速度。
【關(guān)鍵詞】：解析仿真 系統(tǒng)模型 開關(guān)狀態(tài) 鼠籠式異步發(fā)電機
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM31;TM461
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景和研究意義9-10
• 1.2 常見的風力發(fā)電系統(tǒng)10-12
• 1.3 電機與電力電子集成系統(tǒng)的復雜瞬態(tài)研究綜述12-13
• 1.4 鼠籠式風力發(fā)電系統(tǒng)的仿真方法13-15
• 1.4.1 數(shù)值計算法14-15
• 1.4.2 解析計算法15
• 1.5 本課題的主要工作15-17
• 第2章 鼠籠式異步電機數(shù)學模型及其求解方法17-35
• 2.1 引言17
• 2.2 鼠籠型電機數(shù)學模型17-22
• 2.2.1 三相坐標系下的數(shù)學模型17-19
• 2.2.2 兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型19-20
• 2.2.3 空間向量復數(shù)坐標系下的數(shù)學模型20-22
• 2.3 感應電機與電力電子集成系統(tǒng)復雜瞬態(tài)的仿真方法22-33
• 2.3.1 非線性狀態(tài)方程的數(shù)值求解23-26
• 2.3.1.1 改進歐拉法求解23-24
• 2.3.1.2 四階龍格-庫塔求解24-25
• 2.3.1.3 異步電機動態(tài)過程的數(shù)值仿真25-26
• 2.3.2 線性常系數(shù)微分方程的解析求解26-33
• 2.3.2.1 狀態(tài)方程法求解26-28
• 2.3.2.2 拉普拉斯變換法求解28-31
• 2.3.2.3 異步電機動態(tài)過程的解析仿真31-33
• 2.4 小結(jié)33-35
• 第3章 SPWM調(diào)制下開關(guān)狀態(tài)排列順序及其作用時間的確定35-42
• 3.1 引言35
• 3.2 SPWM理論基礎35-37
• 3.2.1 單、雙極性三角波調(diào)制法35-36
• 3.2.2 SPWM采樣方式36-37
• 3.3 系統(tǒng)8種開關(guān)狀態(tài)排列順序37-38
• 3.4 開關(guān)狀態(tài)作用時間38-41
• 3.5 小結(jié)41-42
• 第4章 異步發(fā)電機-整流器系統(tǒng)SPWM過程建模及解析求解42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 SPWM整流器空間矢量模型42-46
• 4.2.1 SPWM整流器建模及解析求解42-44
• 4.2.2 整流器穩(wěn)態(tài)工況解析仿真計算44-46
• 4.3 異步發(fā)電機-整流器系統(tǒng)動態(tài)建模及解析求解46-50
• 4.4 系統(tǒng)模型數(shù)值求解50-51
• 4.5 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工況的解析仿真與數(shù)值仿真51-55
• 4.6 小結(jié)55-56
• 第5章 異步發(fā)電機-整流器系統(tǒng)動態(tài)過程的仿真及對比分析56-63
• 5.1 引言56
• 5.2 轉(zhuǎn)矩變化動態(tài)過程的仿真計算56-59
• 5.2.1 載波頻率為500Hz時的動態(tài)過程仿真56-58
• 5.2.2 載波頻率為1000Hz時的動態(tài)過程仿真58-59
• 5.3 系統(tǒng)啟動過程的動態(tài)仿真59-62
• 5.3.1 載波頻率為500Hz時的動態(tài)過程仿真59-60
• 5.3.2 載波頻率為1000Hz時的動態(tài)過程仿真60-62
• 5.4 小結(jié)62-63
• 第6章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻65-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文68-69
• 攻讀碩士學位期間參加的科研工作69-70
• 致謝70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 陳鳴;楊剛;;風力發(fā)電技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J];電力學報;2008年04期

2 王瑞新;王毅;孫品;;全功率驅(qū)動的異步風電機組的控制策略研究[J];電力科學與工程;2012年07期

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 侯柏霞;異步電動機—晶閘管系統(tǒng)綜合保護研究[D];華北電力大學（北京）;2006年

2 吳玲;感應電機在電源切換時分相投入控制的理論研究[D];華北電力大學（北京）;2009年

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本文編號：922641