新能源综合实验报告完整版上交板.pdf

广西大学

课程设计报告书

课题名称新能源综合实验

学院专业班级学号姓名

指导教师（签名）年月日

教研室主任（签名）年月日

作废

一、课程设计的内容和要求 (1)

Ⅰ.实验1PWM变流器的仿真 (1)

ⅰ.实验内容 (2)

ⅱ.实验思考题 (4)

Ⅱ.实验2风力发电系统组成、操作及原理 (5)

ⅰ.目的 (5)

ⅱ.实验内容与任务 (5)

ⅲ.实验步骤 (5)

ⅳ.思考题 (7)

Ⅲ.实验3风力发电基本参数测试及特征规律实验 (8)

ⅰ.目的 (8)

ⅱ.实验内容和任务 (8)

ⅲ.实验步骤 (8)

ⅳ.思考题 (9)

Ⅳ.实验4 dSPACE的学习 (9)

ⅰ.实验要求 (9)

ⅱ.思考问题 (10)

二、主要参考文献、资料 (11)

一、课程设计的内容和要求

1进行PWM变流器的仿真；

2 进行风电实验；

3 基于dSPACE控制的PWM变流器能量转换控制实验；

通过本次综合实验，了解风力发电系统的组成、结构和工作原理，了解和掌握新能源转换控制系统的组成、工作原理和实现办法。

Ⅰ.实验1PWM变流器的仿真

基于MATLAB/Simulink/PSB或其它电力系统仿真软件，对PWM变流器进行仿真控制，通过对PWM变流器进行仿真，了解和掌握有功功率和无功功率的控制方法，为掌握新能源应用打下基础。

图1为三相电压型PWM变流器框图，当能量流从交流侧流向直流侧时，实现整流功能；当能量流从直流侧流向交流侧时，实现逆变功能，从而实现能量的双向流动和控制。因此，PWM变流器控制技术是新能源转换和控制技术的核心技术。

a b c

图1 PWM

具体的PWM变流器如图2所示：

i i

图3 PWM 变流器控制方法

ⅰ.实验内容

参考图2和图3，对PWM 变流器进行仿真，并给出仿真结果，仿真结果图形要清晰可见，不能屏幕拷贝。

（1）设定图2中交流侧电源电压和直流侧电流电压；

但设定图2中的交流测电压为31V，直流电压为80V 时电压电流的波形如图4所示。图5为开关管调制波波形。

图4 电压电流波形

图5 开关管调制波波形

上面的波形图为*d 10I ，*0q I 的情形下的波形。可以反映出来电压电流是同相位，证明了PWM 控制器工作在整流状态。

（2）设定图2中交流电抗值L (R 设为0)；

交流电抗的值为2mH。

（3）图3中电流控制器采用PI 控制器，设定PI 参数。

P=1,I=200。

（4）输入值*0q I ，给定*d I ，观察交流侧电压和电流关系；

当*d -10I ，*0q I 时，交流的电压电流的波形是反向的说明PWM 控制器工作在逆变的状态。波形如图6与图7。

图6 电压电流波形

图7 开关管调制波波形

（5）输入值*d 0I ，给定*q I ，观察交流侧电压和电流关系；

当*d 0I ，*10q I ，交流的电压电流的波形是反向的说明PWM 控制器工作在逆变的状态。波形如图8与图9。

图8 电压电流波形

图9 开关管调制波波形

ⅱ.实验思考题

（1）作为逆变器使用时，交流侧电源电压和直流侧电流电压有什么样的约束关系？

答：交流侧的电压必须小于直流侧的电压，交流电压必须小于直流侧电压的

倍，但是在实际情况下交流侧的电压会更低，因为有开关管的损耗。（2）交流电抗值L 值的大小对PWM 变流器有什么影响？

答：当交流侧的电抗值变小时，电流的纹波增大，毛刺加重波形不好，但是系统在相同的PI 参数下调节到平衡点较快；当交流侧的电抗值变大时，电流波形畸变并且系统平衡时间较长，动态稳定系差。在*d 0I ，*10q I ，0.0001L H 、

0.1L H ，条件下的电压电流波形如图10、图11。

图10 电压电流波形

图11 电压电流波形

（3）PI 参数对电流控制器的影响？工程中如何选取？

答：P、I 参数主要影响系统调节的时间，在工程中先是选择P，然后再选取I,但是在实际P 的选取一般是由大到小的试凑选取，直到选到一个合适的为止，