基于MATLAB同步发电机仿真系统毕业设计(论文)
基于MATLAB_Simulink风电机组并网运行特性分析毕业设计论文
山东科技大学本科毕业设计论文题目基于MATLAB/Simulink风电机组并网运行特性分析学院名称信息与电气工程学院专业班级电气工程及其自动化09-2班学生姓名罗阳百学号200901100818指导教师曹娜2013年6月13日摘要近年来,风能作为一种可再生绿色能源,受到了广泛关注。
随着我国风电产业的持续发展,风电场规模不断扩大,风电场并网运行对电网造成的影响也越来越大。
因此深入分析风电场并网对电力系统的影响,成为进一步开发风能所迫切需要解决的问题。
本文首先分析了国内外风力发电的发展和现状,阐述了风力发电的基本原理。
通过对我国目前应用比较广泛的双馈异步风力发电机和直驱永磁同步电机进行比较,可以看出双馈异步风力发电系统具有明显的优越性。
然后,本文建立了双馈型异步风力发电系统的数学模型。
通过模型的建立,在MATLAB/Simulink仿真环境下实现了风力发电系统的动态仿真,分析了风电场并网的运行特性,探讨了并网风电场与电网之间的相互影响,特别是对输出功率和电压质量的影响。
关键词:双馈异步风力发电机、MATLAB/Simulink仿真、风速、动态仿真ABSTRACTWind power as a kind of renewable green power resources has been received extensive attention in recent years. With the development of wind industry in China and the expansion of the scale of wind farms, the influence brought by large wind farms connected to power systems has become greater and greater. Therefore,the research on the impact of wind farms connected to power systems is an important issue that should be solved urgently.Firstly, the development and recent status of wind power in the world and in China, the characteristics and some technical problems of wind power are analyzed in this paper. The principle of wind power is studied. The operating characteristics of doubly-fed induction motors and direct-drive permanent magnet synchronous motor used in our country are compared in. Through the comparison, we can see that the wind power system with DFIG shows the obvious superiority. Secondly, a series of dynamic mathematics models of wind turbine generator based on the doubly-fed induction wind power system are set. Through Which, the Simulation is developed using MATLAB/Simulink tools by the dynamic mathematics models. The function characteristics of large grid-connected wind farm are analyzed and the interactions of wind power and the grid,especially to the power output and voltage quality,are researched. Key words: Doubly-fed induction wind turbine, MATLAB/Simulink Simulation, Wind speed, Dynamic simulation目录1 绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 国内外风力发电的发展和现状 (2)1.3 风电并网对电力系统的影响情况 (4)1.4 论文的主要工作 (7)2 双馈风力发电机组的运行理论 (9)2.1 引言 (9)2.2 风力发电系统类型 (9)2.3 双馈风力发电机组变速恒频运行的基本原理 (11)2.4 双馈风力发电机系统的基本结构 (13)2.5 双馈风力发电机的等效电路 (14)2.6 双馈风力发电机的功率关系 (15)3 双馈风力发电系统的数学模型 (18)3.1 引言 (18)3.2 风速模型 (18)3.3 风力机模型 (21)3.4 传动装置模型 (23)3.5 桨距角控制模型 (25)3.6 双馈异步发电机及其控制系统模型 (26)3.7 变流器模型 (33)3.8 本章小结 (34)4 风电场并网对系统影响仿真分析 (35)4.1 引言 (35)4.2 MATLAB仿真软件的概述 (35)4.3 仿真模型及系统描述 (38)4.4 仿真结果及分析 (39)4.5 本章小结 (50)5 总结 (52)参考文献 (53)致谢 (55)附录(外文文献及翻译) (56)1 绪论1.1 选题背景及意义随着工业的快速发展,世界能源日益枯竭,环境不断恶化。
基于MATLAB的风力发电系统设计
目录摘要: 0Abstract: 0第一章风力发电系统的进展 (2)1.1风力发电的时代背景 (2)1.2 风力发电系统研究的当前状况 (3)1.3本论文主要任务 (4)第二章 Matlab-Simulink电力系统仿真介绍 (4)2.1 MATLAB的介绍 (5)2.2 Simulink的基本介绍 (6)第三章风力发电系统的建模和仿真 (7)3.1 引言 (7)3.2 风力发电的建模 (7)3.3 风速变化的涡轮响应 (8)3.4 静止同步补偿的作用 (9)第四章风力发电系统仿真介绍 (10)4.1 风力发电系统的设计仿真 (10)4.2 风力发电系统设计仿真模拟初始化方法 (10)第五章风力发电系统仿真结果分析 (12)第六章总结和展望 (12)6.1 总结 (12)6.2 展望 (13)参考文献(References) (14)致谢 (15)基于MATLAB的风力发电系统设计专业:电气工程及其自动化学号:7022812107 学生姓名:陈旭指导教师:万旻摘要:随着世界不断发展和能源的消耗及日俱增,不可再生能源的供应不足矛盾越发明显,此种现象已引起各国政府的重视,人们迫切需要开发一种新能源代替使用。
能源作为国民经济发展和人民高质量生活的重要基础保障,风能作为一种可再生的清洁能源也就越被人们所重视。
风能风力发力系统的Matlab仿真对电力运行分析中的地位也越来越重要。
相比常规的火力发电和水力发电的方式不同,风电发电的输出功率经常伴随着风速和风向的变化而波动。
因此风力发电机根据电机的额定工作转速变化范围可以分为:恒速、有限变速和变速三类风力发电机。
本文基于大量的文献资料查询和对Matlab-Simulink电力系统建模及仿真的了解,分析了风力发电系统的运行原理,并针对整个风力系统进行Matlab的动态建模仿真。
同时研究不同的风速下对涡轮、保护系统和静止同步补偿器的影响。
关键词:风力发电系统,Matlab,系统仿真Design of wind power generation system based on MATLAB Abstract:With the continuous development of the world's supply and increasing energy consumption, non-renewable energy shortage contradictions more obvious, thisphenomenon has attracted the attention of Governments, there is an urgent need to develop a new energy instead Energy as an important foundation for economic development and to protect people's quality of life, wind energy as a renewable clean energy, the more attention by the people. Matlab simulation of wind force wind power system to run an analysis of the position is increasingly important。
基于MATLAB GUI的永磁同步发电机仿真平台
l 仿 真 平台构成
GUI 仿真平台界面, 由四个选择面板: 故障
类 型 、 护 措 施 、 型 参 数 修改和 坐 标显 示类 型 保 模
o e e n d t d u d rt e p af r wh c su e u p n d a d e i n e lto m, i h wa s f l n e h i
S nJ a z o g S a g Y n n u in h n h n a a
Da in Un v r i f e h o o y la i e st o c n l g y T
摘
要: 基于MA L T AB的可视化编程 ( GUI 技术 , )
l k 型 无关 。 i 模 n
t ef l so t et a h n , x e i n n n i e rn . h e d f h c i g e p rme t de g n e ig i e a
K e wor s:M ATLA B) y- d ' I Pe m a ntM a ne yn- GU r ne g tS
Abs r c :P a f r f rt e s mu a i n o e ma e t t a t l to m o h i lto fp r n n
m a ne ync r no a hi sw a sgne a e he g ts h o us m c ne s de i d b s d on t
并 能间接打开S mu ik 型和Fg r窗 1以用于进 一步 i l 模 n iu e 5 1 修改 编辑 , 具有很 强的教学 、 实验 和工程研 究价值 。 关键词 : TL / 永磁同步发 电机 MA ABGuI
Байду номын сангаас真
基于Matlab的波形仿真与分析--机电专业毕业设计.doc
机电一体化专业毕业设计(论文)指导书机电工程系[2008-1-8]毕业设计是本系各专业教学计划的一个重要组成部分,是各教学环节的继续深化和检验,其实践性和综合性是其他教学环节所不能替代的,通过毕业设计使学生获得综合训练,对培养学生的实际工作能力具有十分重要的作用。
学生在进行毕业设计(论文)工作之前,必须修完教学计划中规定的全部课程,并取得规定的学分。
一、毕业设计(论文)目的1.培养学生综合运用所学的基础理论,基本知识和基本技能,提高分析解决实际问题的能力。
2.接受工程师必须的综合训练,提高实际工作能力。
如调查研究、查阅文献和收集资料并进行分析的能力;制订设计或试验方案的能力;设计、计算和绘图能力;总结提高撰写论文的能力。
3.综合运用机械设计以及机电控制等各种课程的理论及实践知识,去分析和解决一般工程项目的技术设计问题,掌握一般机械工程师所必需掌握的设计方法和技能,并使所学知识得到进一步的学习和应用。
二、毕业设计(论文)的基本要求1.学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量,编写符合要求的设计计算说明书,并正确绘制机械、电气与液压等工程图纸或独立撰写一份毕业论文。
2.学生依据课题任务,进行资料收集、加工、整理和正确使用工具书;掌握有关工程设计的程序、方法和技术规范,锻炼分析与解决工程实际问题的能力。
3.学生应树立正确的设计思想,有严肃认真的科学态度,严谨求实的工作作风。
4.毕业设计说明书(论文)应包括与设计题目相关的阐述说明及计算,内容完整,文字顺畅,符合专科生毕业论文规范。
正文不少于8000字,设计图样应符合国家标准的要求。
三、毕业设计(论文)的选题1.毕业设计(论文)选题的原则要根据教学计划中所制定的培养目标要求,能达到综合训练为目的,有利于培养学生独立工作能力,巩固和提高所学知识。
2.应尽量选择既满足教学基本要求,又结合生产、科研实际的题目。
原则上应在各教研室给出的范围内选择。
3.鼓励学生根据自己的兴趣提出设计题目,但必须由指导教师认定。
基于Matlab的同步电机实时仿真平台
基于Matlab的同步电机实时仿真平台
李立兵;冯志彪
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2004(027)016
【摘要】电力系统数字仿真已成为电力系统研究、试验和人员培训的有效工具.改进现有电力系统研究仿真软件,开发用于实时试验和培训仿真器的新软件是电力系统数字仿真发展的方向.本文介绍了应用Matlab Simulink软件包,实现同步电机的两个动态实时仿真平台的方法.根据同步电机在abc坐标下的数学模型,推导出两个在dqo坐标下的动态实时数学模型,利用Simulink软件能便捷地构建系统的功能及实时交互性能,实现了同步电机动态实时模型的仿真.仿真研究显示,该方法简便、实时交互性强.在应用于电力系统动态实时仿真研究中,取得了良好的试验效果.【总页数】5页(P76-80)
【作者】李立兵;冯志彪
【作者单位】同济大学,上海,200092;同济大学,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于RT-LAB的永磁同步电机硬件在环实时仿真平台的实现 [J], 邱华静;李鸿彪;邹毅军
2.基于Matlab/xPC Target的电动舵机实时仿真平台 [J], 杨永亮;王斌翊;胡江峰;
刘文逸
3.基于独立电力系统实时仿真平台的同步电机仿真模型 [J], 徐国顺;张超
4.基于MATLAB-GUI的永磁同步电机调速系统仿真平台设计 [J], 张岳
5.基于Matlab仿真平台的多任务实时调度仿真 [J], 李君;徐凤霞;陆仲达;李猛坤因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于Matlab的同步电机实时仿真平台
基于M a tlab的同步电机实时仿真平台李立兵,冯志彪(同济大学上海 200092)摘 要:电力系统数字仿真已成为电力系统研究、试验和人员培训的有效工具。
改进现有电力系统研究仿真软件,开发用于实时试验和培训仿真器的新软件是电力系统数字仿真发展的方向。
本文介绍了应用M atlab Si m ulink软件包,实现同步电机的两个动态实时仿真平台的方法。
根据同步电机在abc坐标下的数学模型,推导出两个在dqo坐标下的动态实时数学模型,利用Si m ulink软件能便捷地构建系统的功能及实时交互性能,实现了同步电机动态实时模型的仿真。
仿真研究显示,该方法简便、实时交互性强。
在应用于电力系统动态实时仿真研究中,取得了良好的试验效果。
关键词:实时仿真;同步电机;模型;稳定性中图分类号:T P39119 文献标识码:B 文章编号:1004373X(2004)1607605Rea l ti m e Si m ula tion Pla tform of Synchronous M ach i ne Ba sed on M a tlabL I L ibing,FEN G Zh ibiao(TongjiU niversity,Shanghai,200092,Ch ina)Abstract:T he digital si m ulati on of pow er system s has p roved to be an effective too l fo r research,testing and operato r training of pow er system s1I mp rovem ent of the existing pow er system si m ulati on softw are fo r research and developm ent of new si m ulati on softw are fo r real ti m e testing and operato r training si m ulati on w ill be of the directi on1It is p ropo sed in the paper to construct tow new real ti m e si m ulati on models of synch ronous m ach ine by the too ls of Si m ulink1T he models exh ibit good dynam ic perfo r m ance of synch ronous m ach ine based on the dq ro to r reference fram e1T he si m p le model of pow er system s has show ed good expansibility and interacti on1T he synch ronous m ach ine using si m ulati on and experi m ental results are demonstrated1Keywords:real ti m e si m ulati on;synch ronous m ach ine;model;stability1 引 言随着计算机应用技术的高速发展,电力系统的动态实时计算机仿真系统由于其精度高、改变参数方便、重复性好等优点,已经开始逐渐取代传统的物理仿真系统,在电力系统的规划以及电力系统保护、控制、调度设备的设计和检验等方面起着越来越重要的作用。
永磁同步电机控制系统设计与仿真毕业设计论文 精品
永磁同步电机控制系统设计与仿真目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 永磁同步电机的发展概况与研究现状 (1)1.2 永磁同步电机的研究意义 (2)1.3 论文主要研究内容 (3)2 永磁同步电机系统 (4)2.1 永磁同步电机的分类和结构 (4)2.2 永磁同步电机的工作原理和特点 (4)2.3 永磁同步电机数学模型 (6)3 永磁同步电机控制策略 (8)3.1 恒压频比控制 (8)3.2 矢量控制 (8)3.2.1 矢量控制的组成和原理 (9)3.2.2 矢量控制的控制方式 (10)3.2.3 矢量控制的坐标变换 (11)3.2.4 矢量控制的基本方程 (16)3.3 直接转矩控制 (17)3.3.1 定子磁链控制 (18)3.3.2 空间矢量控制 (21)3.4 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较 (21)3.5 小结 (22)4 基于Matlab/Simulink的永磁同步电机矢量控制系统仿真 (23)4.1 电压空间矢量脉宽调制原理 (23)4.1.1 电压空间矢量 (23)4.1.2 零矢量的作用 (25)4.1.3 空间电压矢量控制算法 (26)4.2 坐标变换模块 (27)4.3 SVPWM模块 (28)4.3.1 扇区选择 (28)4.3.2 计算X、Y、Z和TX 、TY定义 (28)4.3.3 计算矢量切换点Tcm1,Tcm2,Tcm3 (29)4.4 PMSM闭环矢量控制仿真模型 (31)4.5 仿真结果 (31)4.6 结束语 (32)5 结论 (33)5.1 研究总结 (33)5.2 未来研究方向和展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)永磁同步电机控制系统设计与仿真摘要由于永磁同步电机具有体积小、功率密度大、效率和功率因数高等明显特点,从70年代末开始,永磁同步电机就得到广泛重视。
随着高性能永磁材料的发展和价格的不断下降,永磁电机的应用越来越广泛。
Matlab环境下同步电机的动态建模研究-范文模板参考资料
摘要本文介绍了在Matlab/Simulink环境下利用同步电动机数学模型建立三相同步电动机通用仿真模型的方法。
同步电机是一种应用十分广泛的电机,目前世界上99%的电能是由同步发电机提供的,在船舶上同步发电机是船舶发电站中的主要设备,与异步电动机比较,有较大的过载能力,并能改善电网的功率因数。
本文将借助科学计算语言Matlab里的模块化动态仿真环境Simulink对同步电机的动态模型进行研究,根据同步电机的数学模型建立了基于Matlab/Simulink的同步电动机的通用动态仿真模型,模型主要由5部分组成:电压变换模块,计算电流部分,计算电磁转矩部分,计算转速部分以及计算定子电流部分。
然后通过电机参数的设置对电机进行动态的仿真,仿真结果证明了该方法的有效性,该模型具有通用性的特点,将其与基于矢量控制或直接转矩控制策略的逆变器相接就可以构成相应的同步电机调速系统,同时,该模型也适用于验证其他控制算法的合理性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。
从本论文的完成过程可以看出仿真在电气工程分析与设计中的优越性。
仿真系统具有可控性和无损性的优点,通过对仿真参数的设定和结果的比较,对同步电动机做初步的仿真研究,这不仅为学习和研究提供了新的方法,也为工程实践提供了可靠的参考。
关键词:Matlab/Simulink 同步电动机仿真建模AbstractThis is introduced in Matlab / Simulink environment synchronous motor mathematical model used to establish three-phase synchronous motor generic simulation model.Synchronous motor is a very broad application of the motor ,the world's 99 percent of electricity is provided by the synchronous generators, and synchronous generator is the ship's main power station equipment, compared to the induction motor, synchronous generator has the greater load power and improved the power factor.This article will use the modular dynamic simulink in Matlab,according to the synchronous motor mathematical model set the Matlab / Simulink synchronous motor of the general dynamic simulation model, the model mainly by five-part: voltage transformation module, the calculation of the current ,the calculation of the electromagnetic torque, the calculation of speed and the calculation of the stator current. Then set the parameters by the electrical motor to simulation, and the reasonability and validity had been testified by the simulation results.The model has the characteristics of common use, and based on its vector control or direct torque control strategy phase grounding of the inverter can be a corresponding synchronous motor speed control system .The novel method offers a new platform for designing and debugging actual motors.By the completion of this paper it can be seen in electrical engineering simulation analysis and design is superiority.Simulation System is controllable and non-destructive of the merits, through the simulation parameters set and the results of the comparison, to do the initial simulation of the synchronous motor, not only forstudy and research to provide a new approach, as well as provide engineering practice a reliable referenceKeywords: Matlab/Simulink,Synchronous motor, simulation, modeling目录1 概述 (1)1.1 同步电机的类型 (2)1.2 交流同步电机和直流电机的比较 (3)1.3 同步电机和异步电机的比较 (4)1.4 仿真技术和仿真软件Matlab介绍 (4)2 同步电动机仿真模型的建立 (6)2.1 同步电动机的数学模型 (6)2.1.1 电压方程 (7)2.2.2 磁链方程 (7)2.2.3 运动方程 (10)2.2.4 转矩方程 (8)2.2 坐标变换 (8)2.2.1 静止坐标轴系 (9)2.2.2 旋转坐标轴系 (12)2.2.3 坐标变换的功率不变约束 (10)2.3 同步电动机在dq轴坐标系上的数学模型及标幺化 (14)3. 创建同步电动机Simulink仿真模型 (16)3.1 同步电机的状态方程 (16)3.2 坐标变换仿真模型 (17)3.3 DQ轴系电流计算仿真模型 (18)3.4 电磁转矩仿真模型 (19)3.5 定子电流计算仿真模型 (20)3.6 转速计算仿真模型 (18)4 同步电机模型simulink仿真分析 (19)4.1 同步电机的simulink模型仿真 (19)4.2 空载运行波形分析 (19)4.3 突加负载运行波形分析 (21)5 总结 (22)5.1 仿真过程遇到的困难及解决方法 (22)5.2 仿真的缺陷及改进措施 (23)参考文献 (26)基于Matlab/Simulink的同步电动机动态仿真1 概述同步电机的转速是由定子电流频率和电机极对数决定的,同步电机在电网固定频率供电条件下做恒速运行,同步电机的转子将以定子旋转磁场的转速同步旋转,故称为同步电机。
基于MATLABsimulink同步发电机突然三相短路仿真
目录第一章绪论 (3)1.1超导体闭合回路磁链守恒原理以及同步电机电枢反应原理: 31.2等效阻尼绕组的电流 (4)1.3三相短路计算的简化假设 (5)1.4发生短路故障时可能产生以下后果: (5)第二章Matlab简介 (6)2.1 MATLAB (6)2.2SimPowerSystem介绍 (7)第三章同步发电机突然短路的暂态过程仿真 (7)3.1同步发电机突然三相短路暂态过程简介 (8)3.2同步发电机突然三相短路的暂态过程的数值计算与仿真方法10 第四章有关暂态仿真实验图示 (12)第一章绪论在电源电压的幅值和频率保持恒定的情况下,三相电路发生三项短路的情形。
实际上,发生短路时,作为电源的发电机的内部也发生暂态过程,并不能保持其端电压和频率不变,一般讲,由于发电机转子的惯性较大,在分析短路电流时可以近似地认为转子保持同步转速,即频率保持恒定,但通常应计及发电机的电磁暂态过程。
三项短路虽然很少发生,但情况比較严重,且三相短路时电力系统仍是对称的,称为对称故障,故本次分析三项短路故障。
1.1超导体闭合回路磁链守恒原理以及同步电机电枢反应原理:(1)电机转子在结构上对直轴和交轴完全对称,定子三相绕组完全对称,在空间互差120°电角度。
(2)定子电流在气隙中产生正弦分布的磁动势,转子绕组和定子绕组间的互感磁通也在气隙中按正弦规律分布。
(3)定子及转子的槽和通风沟不影响定子及转子绕组的电感,即认为电机的定子及转子具有光滑的表面。
此外,假设:(1)在暂态过程期间同步发电机转子保持同步转速,即只考虑电磁暂态过程,而不计机械暂态过程。
(2)电机铁芯部分的导磁系数为常数,忽略磁路饱和的影响,在分析中可以应用叠加原理。
(3)发生短路后励磁电压始终保持不变,不考虑短路后发电机端电压降低引起的强行励磁。
(4)短路发生在发电机定子出线端口。
如果短路发生在出线端外,可以把外电路的阻抗合并至定子绕组的电阻和漏抗上,只要定子总回路的电阻交电抗仍小得多,则短路后的物理过程和出线端口短路是一样的。
同步电动机的MATLAB仿真
摘要采用电力电子变频装置实现电压频率协调控制,改变了同步电机历来的恒速运行不能调速的面貌,使它和异步电机一样成为调速电机大家庭的一员。
本文针对同步电机中具有代表性的凸极机,在忽略了一部分对误差影响较小而使算法复杂度大大增加的因素(如谐波磁势等),对其内部电流、电压、磁通、磁链及转矩的相互关系进行了一系列定量分析,建立了简化的基于abc三相变量上的数学模型,并将其进行派克变换,转换成易于计算机控制的d/q坐标下的模型。
再使用MATLAB中用于仿真模拟系统的SIMULINK对系统的各个部分进行封装及连接,系统总体分为电源、abc/dq转换器、电机内部模拟、控制反馈四个主要部分,并为其设计了专用的模块,同时对其中的一系列参数进行了配置。
系统启动仿真后,在经历了一开始的振荡后,各输出相对于输出时间的响应较稳定。
关键词:同步电机 d/q模型 MATLAB SIMULINK 仿真。
目录第1章引言 ........................................................................................................................................ - 1 - 1.1引言 (1)1.2同步电机概述 (1)1.3系统仿真技术概述 (2)1.4仿真软件的发展状况与应用 (2)1.5MATLAB概述 (2)1.6S IMULINK概述 (4)第2章同步电机基本原理 (5)2.1理想同步电机 (5)2.2 ABC/DQ模型的建立 (5)第3章仿真系统总体设计 (9)3.1系统对象 (9)3.2系统分块 (9)3.3控制反馈环节 (10)第4章仿真系统详细设计 (12)4.1总体设计 (12)4.2具体设计 (12)4.3控制反馈环节 (15)第5章系统仿真运行 (16)5.1输出结果稳定情况 (16)结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)第1章引言1.1引言世界工业进步的一个重要因素是过去几十年中工厂自动化的不断完善。
