【正文】 制發(fā)電機(jī)定子側(cè)的輸出電壓幅值，構(gòu)成全功率變換器，變速恒頻同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。為了捕獲最大風(fēng)能，風(fēng)力機(jī)的功率控制。近年來(lái)隨著電力電子技術(shù)發(fā)展，在同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間采用變頻裝置，從技術(shù)上解決了“剛性連接”的問(wèn)題，采用同步發(fā)電機(jī)方案，又引起了人們的重視。然而，由于風(fēng)速時(shí)大時(shí)小，隨機(jī)變化，作用在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩極不穩(wěn)定，并網(wǎng)時(shí)其調(diào)速性能很難達(dá)到，同步發(fā)電機(jī)所要求的精度，因此把它用于到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上使用效果并不太理想。 普通三相同步發(fā)電系統(tǒng) 在早期的恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，中采用了普通三相同步發(fā)電機(jī)，風(fēng)力機(jī)與發(fā)電機(jī)之間通過(guò)齒輪箱連接，風(fēng)力機(jī)采用定槳距控制技術(shù)，發(fā)電機(jī)通過(guò)斷路器直接與電網(wǎng)連接，這就是所謂的“剛性連接”。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)從機(jī)組的定槳距恒速運(yùn)行，發(fā)展到基于變槳距技術(shù)的變速運(yùn)行，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組從能夠向電網(wǎng)提供電力，到理想地向電網(wǎng)提供電力最終目標(biāo)。并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是，20世紀(jì)80年代興起一項(xiàng)新能源技術(shù)，一開始就受到世界各國(guó)的高度重視，因而迅速實(shí)現(xiàn)了商品化、產(chǎn)業(yè)化，特別是隨著計(jì)算機(jī)、電力電子技術(shù)與控制技術(shù)的飛速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展極為迅速。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組類型簡(jiǎn)介 風(fēng)能是一種具有隨機(jī)性、爆發(fā)性、能量密度低、不穩(wěn)定性特征的能源。丹麥、德國(guó)、西班牙、瑞典等國(guó)都在，建設(shè)大規(guī)模的海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目。（2） 機(jī)組槳葉的增大，具有更好地捕捉，風(fēng)能能力，在風(fēng)力機(jī)的尤其，是葉片設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，廣泛采用了，新技術(shù)和新材料。2004年的2~3MW，2004年底5MW 的風(fēng)機(jī)。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，發(fā)展趨勢(shì)是：（1） 單機(jī)容量不斷增大，利用效率提高，世界上主流機(jī)型。為了扶持風(fēng)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中國(guó)政府采取了一系列，國(guó)家行動(dòng)，并制定出臺(tái)了一系列，經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)政策。70年代以后發(fā)展較快，在裝機(jī)容量、制造水平及發(fā)展規(guī)模上，都居于世界前列。 中國(guó)風(fēng)電的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)在20世紀(jì)50年代，就有過(guò)研制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組活動(dòng)。歐洲繼續(xù)保持其領(lǐng)先地位，亞洲正成為全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展新生力量，預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)將來(lái)還有更大增長(zhǎng)。到2006年底，風(fēng)電發(fā)展已涵蓋世界各大洲，并呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。20世紀(jì)70年代，到80年代中期，美國(guó)、英國(guó)和德國(guó)等國(guó)政府投入巨資開發(fā)單機(jī)容量1000kW以上的風(fēng)力機(jī)組，承擔(dān)課題都是著名大企業(yè)，如美國(guó)波音公司研制了2500kW和3200kW機(jī)組，風(fēng)輪直徑約為100m，塔高為80m，安裝在夏威夷的瓦胡島；英國(guó)宇航公司和德國(guó)MAN公司分別研制3000kW機(jī)組，所有這些巨型機(jī)組都未能正常運(yùn)行，因其發(fā)生故障之后維修非常困難，經(jīng)費(fèi)也難以維持，沒有能夠發(fā)展為商業(yè)機(jī)組，未能形成一個(gè)適應(yīng)市場(chǎng)需求風(fēng)電機(jī)組制造產(chǎn)業(yè)[3]。19世紀(jì)末，丹麥?zhǔn)紫乳_始，探索的風(fēng)力發(fā)電，研制出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，直到20世紀(jì)70年代的以前，只有的小型充電用風(fēng)力機(jī)，達(dá)到的實(shí)用階段。歐盟風(fēng)能協(xié)會(huì)和綠色和平組織《風(fēng)力12：關(guān)于2020年風(fēng)電達(dá)到世界電力總量 12%的藍(lán)圖》中的觀點(diǎn)，也許過(guò)于樂觀，但是它畢竟給人們提出了一種可能。美國(guó)的氫技術(shù)、日本的陽(yáng)光計(jì)劃、歐盟2050年，可再生能源50%戰(zhàn)略目標(biāo)，都是破解能源困局思路。 研發(fā)背景及意義 國(guó)際風(fēng)力發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電能能變換轉(zhuǎn)置研究現(xiàn)狀能源困局不是中國(guó)獨(dú)特的問(wèn)題，美國(guó)、日本、歐洲和印度都是如此。發(fā)展可再生能源是當(dāng)今世界一個(gè)共同趨勢(shì)，歐盟各國(guó)開始立法提出了2020年和2050年不同階段可再生能源發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)跟進(jìn)有澳大利亞、日本、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家，甚至還有印度、巴西、泰國(guó)等發(fā)展中國(guó)家。風(fēng)能作為一種取之不盡、用之不竭可再生能源，在地球上蘊(yùn)藏量十分豐富，具有廣闊應(yīng)用前景。然而，化石能源大量消耗，不僅讓人類面臨資源枯竭的壓力，同時(shí)也感覺環(huán)境惡化的威脅。 Double closed loop regulation。 ACDCAC converter。為解決上述問(wèn)題，本文對(duì)直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)從理論到仿真進(jìn)行了較為全面的學(xué)習(xí)與分析，在詳細(xì)分析直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)和已有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)上，確立波永磁同步發(fā)電機(jī)、ACDCAC的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出了系統(tǒng)總體控制策略，該策略能夠很好的實(shí)現(xiàn)電壓幅值功率因數(shù)調(diào)節(jié)，系統(tǒng)主電路主要是雙閉環(huán)（電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)）實(shí)現(xiàn)電能功率調(diào)節(jié)，為了提高系統(tǒng)控制性能，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路，經(jīng)仿真驗(yàn)證，該系統(tǒng)能夠良好的運(yùn)行，基本上實(shí)現(xiàn)可靠性高，電壓調(diào)節(jié)范圍大，效率等目標(biāo)。風(fēng)力發(fā)電電能變換裝置的研究與設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 目錄摘要 IAbstract I第1章　 緒 論 1 引言 1 研發(fā)背景及意義 1 國(guó)際風(fēng)力發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電能能變換轉(zhuǎn)置研究現(xiàn)狀 1 中國(guó)風(fēng)電的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組類型簡(jiǎn)介 3 本文主要內(nèi)容及其設(shè)計(jì)思路 6第2章 永磁同步電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體方案 7 引言 7 直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 7 直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī)模型 8 永磁同步電機(jī)概述 8 永磁同步電機(jī)原理 8 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型 9 升壓式（Boost）變換器 12第3章 直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電路分析 14 概述 14 三相二極管整流電路 14 （BOOST）升壓電路 16 Boost 控制結(jié)構(gòu)圖 16第4章 直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略 18 最大功率追蹤法控制方案 18 控制方案概述 18 并網(wǎng)運(yùn)行控制策略 20 雙環(huán)控制 22 DSP簡(jiǎn)述與選型 22第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25 基于MATLAB/Simulink 環(huán)境下的仿真研究 25 MATLAB/Simulink概述 25 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 26 系統(tǒng)軟件框圖 27第6章 仿真驗(yàn)證 29 仿真總體模型 29 仿真分析 30結(jié)束語(yǔ) 33參考文獻(xiàn) 34致謝 36附錄 37 風(fēng)力發(fā)電電能變換裝置的研究與設(shè)計(jì) 摘要：風(fēng)能作為一種可再生能源越來(lái)越受到人們廣泛的重視，其中變速恒頻風(fēng)力發(fā)電是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電中的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。而在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電中，又向著直驅(qū)化方向發(fā)展，但直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能存在著電壓幅值和頻率隨風(fēng)速變化、功率不穩(wěn)定等諸多問(wèn)題。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)；ACDCAC變換器；控制策略；雙閉環(huán)調(diào)節(jié)；仿真 The research and design of the wind power electricity transformation mechanismAbstract：Wind energy is renewable energy widely used by more and more people’ attention, the variable speed constant frequency wind power generation is the trend of modern wind power development. In variable speed constant frequency wind power generation, the direct driving direction system, which is a directdrive wind turbines generate electricity voltage amplitude and frequency change with wind speed. Obviously power is unstable, and many other problems. To solve the above problems, this paper proposed the direct drive that the key technology in the field of variable speed constant frequency wind power generation has carried on the prehensive study from theory to simulation and analysis, the detailed analysis of the characteristics of the direct drive wind power system and wind power system control. on the basis of the establishment of permanent magnet synchronous generators, matrix converter main circuit topology, based on space vector modulation of matrix converter is proposed algorithm, the algorithm can achieve good voltage amplitude power factor Ⅰadjustment, the system main circuit is mainly the double closed loop outer ring, internal ring current (voltage) to realize electricity power regulation, in order to improve the system control performance, the design of the system through the voltage protection circuit, verified by the simulation, the system can well run, basically to achieve high reliability, large range of voltage regulation and efficiency goals.Keywords: Wind power generation system。 System modulation。 The simulation ⅡⅠ第1章　 緒 論 引言 穩(wěn)定、可靠和潔凈能源供應(yīng)是人類文明、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要保障，煤炭、石油、天然氣等化石能源支持了19世紀(jì)和20世紀(jì)兩百年人類文明的進(jìn)步和發(fā)展。21世紀(jì)是科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)快速發(fā)展世紀(jì)，也將是從化石燃料時(shí)代向具有持續(xù)利用能力可再生能源時(shí)代過(guò)渡，如何實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展，從而保持經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為世界各國(guó)必須解決問(wèn)題。風(fēng)力發(fā)電是近期內(nèi)技術(shù)成熟、具有大規(guī)模發(fā)展?jié)摿稍偕茉醇夹g(shù)，在遠(yuǎn)期有可能成為世界重要替代能源。風(fēng)電是可再生能源技術(shù)中最成熟的一種，對(duì)于應(yīng)對(duì)那些傳統(tǒng)能源有關(guān)迫在眉睫環(huán)境和社會(huì)影響，風(fēng)力發(fā)電是個(gè)切實(shí)可行、立竿見影解決方案[1]。面對(duì)化石燃料日益枯竭的威脅，人們都在討論后續(xù)能源的續(xù)接問(wèn)題。在各種各樣的選擇中，風(fēng)電也許是最值得考慮的選擇。也許僅僅依靠風(fēng)電，不能完全解決這些問(wèn)題，但是它可能是解決問(wèn)題，主要技術(shù)選擇之一。美國(guó)20世紀(jì)30年代還有許多電網(wǎng)未通達(dá)地方，獨(dú)立運(yùn)行小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，在實(shí)現(xiàn)農(nóng)村電氣化方面起了很大作用。風(fēng)電繼續(xù)呈現(xiàn)地區(qū)發(fā)展多樣化特點(diǎn)。風(fēng)電裝機(jī)超過(guò)100萬(wàn)千瓦的國(guó)家已由2005年11個(gè)增加到13個(gè)，其中8個(gè)歐洲國(guó)家（德國(guó)、西班牙、意大利、丹麥、英國(guó)、荷蘭、葡萄牙、法國(guó)）、3個(gè)亞洲國(guó)家（印度、中國(guó)、日本）和2個(gè)美洲國(guó)家（美國(guó)、加拿大）。與此同時(shí)，世界前五位風(fēng)電市場(chǎng)的德國(guó)、西班牙、美國(guó)、印度以及丹麥風(fēng)電裝機(jī)占世界份額呈下滑趨勢(shì)，由2003年的82%降至2006年的71%，新增份額由79%降至53%。但有實(shí)用價(jià)值新型風(fēng)力機(jī)研制到60~70年代，才開始起步。近年來(lái)，和光伏電池配合的，風(fēng)—光互補(bǔ)系統(tǒng)，容量可達(dá)數(shù)百瓦到數(shù)十千瓦，能完成給，農(nóng)牧民家庭，以及海島、邊防站、通訊臺(tái)站、輸油管道站點(diǎn)等重要設(shè)施，獨(dú)立供電任務(wù)，已逐步得到越來(lái)越廣泛的重視和應(yīng)用[3]。這些行動(dòng)主要有：承風(fēng)計(jì)劃、雙加工程、國(guó)債風(fēng)電項(xiàng)目、風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目[4]等。已經(jīng)從2000年的 500~1000kW增加到。進(jìn)