【摘要】：風(fēng)能資源是一種可再生的清潔能源,風(fēng)力發(fā)電能夠改善煤炭、石油等不可再生能源的日益枯竭帶來(lái)的能源問題,同時(shí)還能改善環(huán)境。因此對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究很有必要。風(fēng)電場(chǎng)使用最廣泛的風(fēng)電機(jī)組是雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,在本文中,以雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為研究對(duì)象進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和通信設(shè)計(jì)以及變頻器的FPGA仿真程序設(shè)計(jì)。為了對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)及變頻器進(jìn)行研究,本文開發(fā)了一套能實(shí)時(shí)模擬整個(gè)風(fēng)力發(fā)電過程的半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng),本文主要完成以下內(nèi)容:首先對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)及變頻器分別進(jìn)行了運(yùn)行原理及控制策略分析,并采用LabVIEW建立了其數(shù)學(xué)模型;然后對(duì)變頻器的FPGA程序進(jìn)行設(shè)計(jì),主要是對(duì)FPGA板卡中的變頻器程序編寫和工控機(jī)中主程序的編寫,實(shí)現(xiàn)主機(jī)程序與FPGA板卡的數(shù)據(jù)交互;最后對(duì)整個(gè)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和通信進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要是工控機(jī)與FPGA之間的DMA通信程序設(shè)計(jì)、工控機(jī)與主控系統(tǒng)間的PROFIBUS通信設(shè)計(jì)、工控機(jī)與上位監(jiān)控系統(tǒng)之間的UDP通信設(shè)計(jì),另外還對(duì)仿真系統(tǒng)的I/O接口進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要是FPGA板卡的I/O接口設(shè)計(jì)、模擬輸入輸出板卡的I/O接口設(shè)計(jì)以及主控系統(tǒng)的I/O接口設(shè)計(jì)。此外,為了完整的模擬整個(gè)風(fēng)力發(fā)電的過程,本文結(jié)合了實(shí)驗(yàn)室中的風(fēng)機(jī)部分程序,按照本文所設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將模型仿真系統(tǒng)、主控系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)相連接,搭建完成一個(gè)完整的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)。最后,將所搭建的仿真系統(tǒng)在實(shí)際風(fēng)場(chǎng)采集的風(fēng)速數(shù)據(jù)下進(jìn)行并網(wǎng)仿真測(cè)試實(shí)驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果進(jìn)行分析,結(jié)果顯示本文所設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)方案及變頻器模塊設(shè)計(jì)合理,能模擬實(shí)際的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電運(yùn)行過程。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM614;TN773

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本文編號(hào)：2761722