风电变流器可编程控制器系统的设计(附件)【字数：17743】
在所有的新能源、可再生能源利用技术中，风力发电技术是比较成熟并且具有规模开发和商业发展前景的方式。发展风电可以改善能源结构、保护生态环境、实现经济的可持续发展等，具有极其重要的意义。风力发电变流器通过双馈异步发电机（DIFG）的转子的作用，在双馈发电机的定子侧输出的电压幅值与电网相同，频率和相位也与电网一致。本课题主要通过调节转子侧的整流模块和电网侧的逆变模块来控制系统的输出电压、电流，以及有功功率和无功功率。设计一个PWM发生器，通过改变PWM输出波形的占空比，来控制开关元件的导通和关断时间的变化，从而改变系统的输出。根据风电变流器的工作原理，搭建出系统模型，在MATLAB/Simulink中搭建出系统的初步模型，再在系统中添加控制算法，在示波器上观察输出的电压电流，有功功率，无功功率的波形，观察电机运行的情况。根据仿真情况可以知道整个系统的变化的情况，验证系统设计的正确性和有效性。关键词双馈异步发电机；PWM变流器；风力发电；控制算法
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及选题的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状及存在的问题 2
1.2.1 国际风电发展现状 2
1.2.2 国内风电发展现状 3
1.3 本文主要内容 4
1.4 本章小结 5
第二章 双馈型风电变流器基本原理 6
2.1 引言 6
2.2 变流器基本结构 7
2.3 PWM控制技术 8
2.3.1 PWM控制的基本原理 8
2.3.2 PWM电路控制方法 8
2.4 PLC控制技术 9
2.4.1 PLC的产生 9
2.4.2 PLC的发展 10
2.4.3 PLC的特点 11
2.5 MATLAB/Simulink的特点和功能及应用 12
2.6 本章小结 13
第三章 基于MATLAB的双馈型风电变流器控制系统的仿真 14
3.1 基于MATLAB/Simulink的风电变流器的元器件选择和搭建 14
3.2 控制算法 15
3.2.1 模糊控制的优点 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.2.2 模糊控制器的设计 15
3.3 完整模型的建立 16
3.4 本章小结 17
第四章 双馈型风电变流器控制系统的设计 19
4.1 PLC整体流程图 19
4.2 基于PLC的风电变流器PWM发生器的设计 19
4.3 仿真结果与分析 21
4.4 本章小结 28
结 论 30
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 研究背景及选题的目的和意义
在当今的社会发展过程中，人类对于煤炭，石油等传统能源的依赖是比较严重的。然而，社会是在快速发展的，工业消费是不断提高的，而传统消费资源的缺少以及因为这所产生的各种各样的问题，给人类发展进步的道路上增加了不少障碍和困难。当今世界，各国都对能源问题高度重视，国家为了解决传统能源的慢慢消失以及因为燃烧这些能源给环境带来的污染，一大批新能源被开发利用起来，给国际社会创造了一条充满活力和朝气的可持续发展的光明道路。
风力发电技术在当今的所有可再生新能源技术中相对而言是规模最大的，而且具有巨大的开发规模以及藏有很大的商机。加大力度对风力发电进行改善和结构优化，这样更能有效地改善世界能源结构，最大程度上缓解环境污染问题，同时，实现世界经济的可持续，快速发展，这对人类社会的发展具有重大的意义。因此，加大加强力度发展风力发电这是国际上各国所达成的共识。
风，几乎是无处不在的，有风就能创造出价值。而且，风作为一种清洁能源，它的储量是非常大的，可以这么说，它是取之不尽，用之不竭的。风能归根结底是来自太阳能，由于地球各个部分受热不均匀导致了空气的热胀冷缩，进而产生了空气的流动形成了风。风能由太阳能变换成电能的过程，这个过程当中是不会带有其他有害气体或者有毒产物生成的，所以，如果国家可以合理地开发利用风能，那么能源短缺的问题可以被适当地缓解解决，而且，从长远发展的角度上看，风能在未来是可以变为世界能源结构中重要的替代品之一。我们整个地球上可以发掘的风能资源量的级别是兆瓦级别的，这就相当于地球水能资源量的级别的10倍左右，每年的发电量可以达到53万亿千瓦时左右。风力发电这种发电方式相对于传统的发电方式，它有着诸多的优点，例如，它不需要再消费其他能源资源，对环境不会造成大的污染，风力发电设备运行以及维护比较简单方便，而且它的可靠性也是极高的。
当今世界，能源污染严重，大力发展清洁能源是大势所趋。而风能又是清洁能源，所以它的开发利用受到的关注度越来越高。风力发电技术目前是一门非常热门的技术，所以，各个国家的科学研究人员在这个方面投入的精力也是很大的。实际上，开发利用风能资源这也是一门学问。究其原因，这是因为开发风能这个领域需要不少的现代化一流的高科技提供的帮助，尤其像电力电子技术以及自动化控制技术的支持。如果在现代化的风力发电设备中，可以结合先进的现代化电力电子技术以及自动化控制技术，那么，对于提高风力发电的效率方面有着很大帮助，而且，也可以改善电能变换的质量，将风机的可靠性变得更高，从而有效地降低风力发电所需要的成本。
最近一些年来，我国大力发展了风力发电产业，政府采取了很多良性的措施来鼓励投资者积极发展风力发电产业，因而风力产业在慢慢兴起。由此带来的结果是风力发电方面的技术深度有了显著提升，而且拥有了更多的经验，这对以后的发展是更加有利的。然而，我们不能只看到事情的好的一方面，其中有一点是不能被忽视的，那就是我国的创新能力与国外的许多风电强国相比，是处在比较落后的局面。在大型或特大型变速恒频风力发电机组的研发创新方面，我国与其他强国的差距更为巨大，还处在刚起步阶段，很多的大型风力发电设备仍然需要向国外风电强国进口。因此，结合本国的基本国情需要，我们要大力发展新兴的清洁能源，并慢慢淘汰一些落后的旧能源工业，造福人类社会和地球环境。同时，我们也要向国外先进发达的国家学习，不断提升本国的科研水平，为研发出属于我国的风电机组而努力奋斗，将我国社会的生活水平带到一个新层次。总之，不断深入发展风力发电产业，对于我国经济社会的发展以及军事实力的提高有着深远的意义和影响。
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及选题的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状及存在的问题 2
1.2.1 国际风电发展现状 2
1.2.2 国内风电发展现状 3
1.3 本文主要内容 4
1.4 本章小结 5
第二章 双馈型风电变流器基本原理 6
2.1 引言 6
2.2 变流器基本结构 7
2.3 PWM控制技术 8
2.3.1 PWM控制的基本原理 8
2.3.2 PWM电路控制方法 8
2.4 PLC控制技术 9
2.4.1 PLC的产生 9
2.4.2 PLC的发展 10
2.4.3 PLC的特点 11
2.5 MATLAB/Simulink的特点和功能及应用 12
2.6 本章小结 13
第三章 基于MATLAB的双馈型风电变流器控制系统的仿真 14
3.1 基于MATLAB/Simulink的风电变流器的元器件选择和搭建 14
3.2 控制算法 15
3.2.1 模糊控制的优点 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.2.2 模糊控制器的设计 15
3.3 完整模型的建立 16
3.4 本章小结 17
第四章 双馈型风电变流器控制系统的设计 19
4.1 PLC整体流程图 19
4.2 基于PLC的风电变流器PWM发生器的设计 19
4.3 仿真结果与分析 21
4.4 本章小结 28
结 论 30
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 研究背景及选题的目的和意义
在当今的社会发展过程中，人类对于煤炭，石油等传统能源的依赖是比较严重的。然而，社会是在快速发展的，工业消费是不断提高的，而传统消费资源的缺少以及因为这所产生的各种各样的问题，给人类发展进步的道路上增加了不少障碍和困难。当今世界，各国都对能源问题高度重视，国家为了解决传统能源的慢慢消失以及因为燃烧这些能源给环境带来的污染，一大批新能源被开发利用起来，给国际社会创造了一条充满活力和朝气的可持续发展的光明道路。
风力发电技术在当今的所有可再生新能源技术中相对而言是规模最大的，而且具有巨大的开发规模以及藏有很大的商机。加大力度对风力发电进行改善和结构优化，这样更能有效地改善世界能源结构，最大程度上缓解环境污染问题，同时，实现世界经济的可持续，快速发展，这对人类社会的发展具有重大的意义。因此，加大加强力度发展风力发电这是国际上各国所达成的共识。
风，几乎是无处不在的，有风就能创造出价值。而且，风作为一种清洁能源，它的储量是非常大的，可以这么说，它是取之不尽，用之不竭的。风能归根结底是来自太阳能，由于地球各个部分受热不均匀导致了空气的热胀冷缩，进而产生了空气的流动形成了风。风能由太阳能变换成电能的过程，这个过程当中是不会带有其他有害气体或者有毒产物生成的，所以，如果国家可以合理地开发利用风能，那么能源短缺的问题可以被适当地缓解解决，而且，从长远发展的角度上看，风能在未来是可以变为世界能源结构中重要的替代品之一。我们整个地球上可以发掘的风能资源量的级别是兆瓦级别的，这就相当于地球水能资源量的级别的10倍左右，每年的发电量可以达到53万亿千瓦时左右。风力发电这种发电方式相对于传统的发电方式，它有着诸多的优点，例如，它不需要再消费其他能源资源，对环境不会造成大的污染，风力发电设备运行以及维护比较简单方便，而且它的可靠性也是极高的。
当今世界，能源污染严重，大力发展清洁能源是大势所趋。而风能又是清洁能源，所以它的开发利用受到的关注度越来越高。风力发电技术目前是一门非常热门的技术，所以，各个国家的科学研究人员在这个方面投入的精力也是很大的。实际上，开发利用风能资源这也是一门学问。究其原因，这是因为开发风能这个领域需要不少的现代化一流的高科技提供的帮助，尤其像电力电子技术以及自动化控制技术的支持。如果在现代化的风力发电设备中，可以结合先进的现代化电力电子技术以及自动化控制技术，那么，对于提高风力发电的效率方面有着很大帮助，而且，也可以改善电能变换的质量，将风机的可靠性变得更高，从而有效地降低风力发电所需要的成本。
最近一些年来，我国大力发展了风力发电产业，政府采取了很多良性的措施来鼓励投资者积极发展风力发电产业，因而风力产业在慢慢兴起。由此带来的结果是风力发电方面的技术深度有了显著提升，而且拥有了更多的经验，这对以后的发展是更加有利的。然而，我们不能只看到事情的好的一方面，其中有一点是不能被忽视的，那就是我国的创新能力与国外的许多风电强国相比，是处在比较落后的局面。在大型或特大型变速恒频风力发电机组的研发创新方面，我国与其他强国的差距更为巨大，还处在刚起步阶段，很多的大型风力发电设备仍然需要向国外风电强国进口。因此，结合本国的基本国情需要，我们要大力发展新兴的清洁能源，并慢慢淘汰一些落后的旧能源工业，造福人类社会和地球环境。同时，我们也要向国外先进发达的国家学习，不断提升本国的科研水平，为研发出属于我国的风电机组而努力奋斗，将我国社会的生活水平带到一个新层次。总之，不断深入发展风力发电产业，对于我国经济社会的发展以及军事实力的提高有着深远的意义和影响。
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