风力发电电能变换装置的研究与设计毕业论文
风能发电论文风力发电论文
风能发电论文风力发电论文低碳经济时代我国风能发电的前景摘要近些年来气候变化问题受到了人们的广泛关注,低碳经济的概念应运而生。
电力行业对能源的消耗比较多,因此电力行业在低碳经济中具有重要的地位。
风能发电作为一种具有很大发展潜能的发电技术虽然在发展过程中面临着一些挑战,但在低碳经济时代零碳排放的风能发电具有广阔的前景。
关键词低碳经济风能发电清洁能源一、我国在低碳经济时代面临的机遇与挑战经过改革开放三十年我国的经济取得了突飞猛进的发展。
经过30多年的快速发展之后我国传统的高能耗、高污染的粗放型经济增长模式所带来的环境污染的后果日益严重,随之低能耗、低污染、低排放的低碳经济发展模式被日益提上日程。
我国正处于快速工业化和城市化进程中,不可避免地要消费大量能源和资源,因此未来经济发展需要较大的能源需求和温室气体排放空间。
我国是世界碳排放大国,虽然改革开放以来我国的GDP呈快速增长的趋势,但是与此同时我国的二氧化碳的排放量也在快速增长。
对于我国来说发展低碳经济是一个巨大的挑战。
国务院已提出要把单位国内生产总值二氧化碳排放指标纳入国民经济和社会发展规划并作为约束性目标的要求,发展改革委也于今年二月承诺将组织编制2005年和2008年温室气体排放清单,这将有利于增强我国温室气体排放清单的完整、准确性。
低碳经济给我们带来挑战的同时,也是我国实现新一轮经济发展的巨大机遇。
减少二氧化碳的排放量,是我国乃至世界实现可持续发展的必由之路。
从长远来看,发展低碳经济符合我国建设“两型社会”的要求,与我国落实节能减排目标和实现可持续发展具有一致性。
二、风能发电在低碳经济中的地位2009年12月14日,国际风能理事会在哥本哈根气候变化大会上表示,风能发电对于实现碳减排的潜力巨大,发达国家当前减排承诺的相当大一部分只靠风能发电就能够实现。
据该理事会测算,到2020年全球风能发电规模将达到2600万亿瓦时,相当于减排15亿吨二氧化碳。
风力发电机论文关于风力发电的论文
风力发电机论文关于风力发电的论文影响风力发电机组功率的因素摘要：风力发电机作为一种绿色能源有着改善能源结构、经济环保等方面的优势，也是未来能源电力发展的一个趋势。
但风力发电机在工作时由于受到环境或本身结构的影响，其功率会受到影响。
文章就影响风力发电机组功率的各方面因素进行探讨。
关键词：风力发电机；功率影响因素；功率曲线；发电量一、功率曲线与发电量功率曲线反映了风力发电机组的功率特性，是衡量机组风能转换能力的指标之一，设备验收时功率曲线往往是被重点考核的对象。
其实，评价一种机型功率曲线的好坏不应单纯地只关注那些图表中所给定的“风速—功率”对应值，还应根据现场情况进行具体分析：风力机组的功率特性关键取决于叶片的气动特性和机组的控制策略。
众所周知，叶片的气动设计实际上是一个优化的结果，受其他条件限制，无法达到所有风速工况下效率均最好的目标。
而机组实际运行的外部条件可能与设计存在较大差异，因此需要采取技术措施以实现发电量最大。
一般来讲，失速型机组应根据风频分布调整合适的安装角，使风频最高的风速段出力最好。
而变桨距机组则应根据湍流等风速特性优化控制策略。
因此为了追求发电量优化的目标，实际的功率曲线与理论值会存在一个合理的偏差。
二、风力发电机组实际功率曲线与标准功率曲线的差异根据风力发电机组在一段时间内输出功率和同一时刻的风速之间的对应关系，即可得到风电机组的实际功率曲线，比较理想的状况是单独设立一套独立的测量系统，对机组的功率数据进行记录，同时测量环境气温、大气压力和风速等环境参数，根据记录的数据，绘制出风力发电机组的实际功率曲线，同时根据环境气温、大气压力对实际功率曲线进行修正，观察机组实际功率曲线与标准功率曲线的差异是否在正常的范围内。
在实际工作中，由于受现场条件和机组数量较大的限制，多利用机组控制系统的测量数据，通过中央监控系统进行记录，这种方式存在两个弊端：一是多数风力机的风速仪位于叶轮的后部，风速的测量准确度受到影响，其次机组控制系统没有环境气温、大气压力等环境参数的测量或测量值不准确，需要补充其它辅助装置进行数据的补充。
机械工程中的风力发电装置设计与性能优化
机械工程中的风力发电装置设计与性能优化引言风力发电是一种利用风能将其转化为电能的可再生能源技术，近年来在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
作为一种清洁、可再生的能源形式，风力发电具有很高的环境友好性和可持续性。
本文将探讨机械工程中风力发电装置的设计与性能优化，旨在提高风力发电装置的能量转化效率和可靠性。
一、风力发电基本原理风力发电基于风能的转化和转运，这涉及到流体力学、动力学和材料科学等多个学科的知识。
当风吹过风力发电机组中的风轮时，通过风轮与发电机的转动，将风能转化为电能。
因此，风力发电装置的设计和性能优化是极为重要的。
二、风力发电装置的设计1. 风轮设计风轮是风力发电装置的核心组件，其设计对发电装置的性能至关重要。
风轮的设计需要考虑叶片形状、材料选择、叶片数量和叶片倾角等因素。
其中，叶片形状决定了叶片对风的响应和风能转化效率，材料选择要考虑叶片的重量、强度和耐久性，叶片数量和叶片倾角则与风能转化效率和装置的机械特性有关。
2. 发电机设计风力发电装置的发电机起到将机械能转化为电能的关键作用。
发电机的设计包括电磁铁选材、线圈布局和磁场配置等方面。
电磁铁的选材要考虑铁磁材料的饱和磁感应强度、磁导率和矫顽力等性能指标，线圈布局要合理调配，使得磁场分布均匀且与风轮的转动匹配。
3. 控制系统设计风力发电装置的控制系统起到监测、调节和保护设备的作用。
控制系统设计应考虑监测风速、温度和转速等参数，并根据实时的监测数据进行调节和保护操作。
同时，控制系统还应具备自适应功能，根据不同的气象条件和负载需求自动调整装置的性能。
三、风力发电装置的性能优化1. Aerodynamic性能优化风力发电装置的叶片形状和叶片倾角等参数会直接影响风能的转化效率。
通过数值模拟和试验验证的方法，可以对叶片设计进行优化，以达到最佳的风能转化效果。
同时，还可以通过提高叶片的表面质量和控制气动噪音等方式，进一步提高风能的转化效率。
2. 结构设计优化风力发电装置的结构设计包括塔架、轴承和传动系统等方面。
千瓦级风力发电系统建模与设计——毕业论文
武汉理工大学毕业设计（论文）千瓦级风力发电系统建模与设计学院（系）：自动化学院专业班级：电气工程及其自动化专业学生姓名：指导教师：摘要人类的生存和发展离不开能源，能源问题与人类文明的演进息息相关。
随着社会和经济的发展，能源的消耗在急骤增长。
为了实现人类社会未来的可持续发展与解决化石能源带来的环境问题，必须大力发展新型能源，风能就是一种非常清洁的能源。
现在常用于风力发电的发电机有双馈发电机和永磁直驱同步发电机，永磁同步直驱发电机相比双馈发电机省去了齿轮箱环节，减小了因为齿轮箱带来的机械损耗和设备的不稳定性，转换效率高，具有优越的低电压穿越能力。
本文分析了永磁同步直驱风力发电机的工作原理，建立风力发电系统各部分的数学模型，并在MATLAB/SIMULINK中搭建仿真模型进行仿真。
风力发电机系统仿真模型包括风速模型、风力机模型、发电机模型、变流器模型等。
仿真对比了不同风速下风力发电机特性。
关键词：风力发电；MATLAB仿真；数学建模；永磁同步发电机AbstractHuman can not live without energy, the energy issue is closely linked with the evolution of human civilization. With the social and economic development, energy consumption grow rapidly. In order to achieve the sustainable development of human society in the future and solve the environmental problems caused by fossil fuels, we must vigorously develop new energy sources, wind energy is a very clean source of energy.Now doubly-fed generator and direct-drive permanent magnet synchronous generator are commonly used in wind power generation to doubly-fed generator,direct-drive permanent magnet synchronous generator eliminates the gearbox links, mechanical instability and loss of power reduced because of gearbox’s ,direct-drive permanent magnet synchronous generator brings high conversion efficiency, with superior low-voltage ride-through capability. This paper analyzes how direct-drive permanent magnet synchronous wind turbine works, and builds mathematical model,simulation model in MATLAB/SIMULINK of each part of wind power system. Wind system simulation model includes wind model, wind turbine model, generator model, rectifiers model. The simulation compares the characteristics of the wind turbine under different wind speed.Key words:wind power generation；MATLAB simulation；mathematical model；permanent magnet synchronous generator目录第1章绪论 (1)风力发电研究的目的及意义 (1)国内外小型风力发电产业现状 (1)发展我国小型风力发电产业的有利条件 (2)论文主要研究内容 (2)第2章风力发电系统介绍 (3)风力发电系统分类 (4)恒速恒频风力发电系统 (4)变速恒频风力发电系统 (4)永磁直驱风力发电系统 (5)风电机组主要参数 (6)风轮直径与扫掠面积 (7)轮毂高度 (8)叶片数 (8)额定风速、切入风速和切出风速 (8)风轮转速、叶尖速比 (8)第3章永磁直驱风力发电系统数学模型 (9)系统整体结构 (9)风速模型 (10)风力机模型 (11)永磁同步发电机模型 (12)变流器模型 (13)不可控整流器+BOOST电路+PWM逆变器 (13)PWM整流器+BOOST电路+PWM逆变器 (14)第4章系统MATLAB建模与仿真 (14)系统仿真模块设计 (14)风速仿真模型 (15)风力机仿真模型 (16)永磁直驱发电机模型 (17)仿真参数设定 (17)风速仿真模型参数 (17) (18)图风速仿真波形 (18)风力机仿真模型参数 (18)永磁同步发电机仿真模型参数 (18)变流器仿真模型参数 (19)仿真结果及分析 (20)本章小结 (22)第5章总结与展望 (23)全文总结 (23)课题展望 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第1章绪论风力发电研究的目的及意义国际电工委员会（IEC）针对小型风力发电机组的最新标准IEC61400-2定义的小型风力发电机组，适用于风轮扫掠面积小于200m2，将风能转换为电能的系统[1]。
分布式能源小型风力发电系统的研究与设计毕业设计
分布式能源小型风力发电系统的研究与设计毕业设计下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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风能电力装置的设计与实现
风能电力装置的设计与实现随着能源需求的不断增长，可再生能源已经成为了当今世界的一个重要课题。
其中，风能电力已经成为了当今最具前景的可再生能源之一。
风能电力具有适用范围广、无污染、资源非常丰富等特点，因此被越来越多的国家使用。
本篇文章将详细介绍风能电力装置的设计与实现。
一、风能电力装置的组成部分风能电力装置主要由风机、传动系统、发电机组、电容器、变流器等部分组成。
其中，风机是风能电力装置的核心部分。
1、风机风机是将风能转化为机械能的装置，通常分为立式和卧式两种类型。
立式风机在农村地区广泛使用，其构造简单，维修方便。
卧式风机则被广泛应用于大型风电场中，具有占地面积小、转速更高等优点。
风机叶片则是风机的重要部分。
叶片的形状和数量将直接影响风机的效率。
叶片通常有平板式、V型等多种类型。
为了提高风机的效率，现在很多企业也开始开发新型叶片，比如采用蜂窝结构的叶片。
2、传动系统传动系统是将风机传来的转速变为发电机需要的转速的关键。
通常采用的是齿轮传动、链条传动、带传动等方式实现。
在传动系统设计中，需要尽可能的减小能量损失，提高传动效率。
3、发电机组发电机组通常包括发电机和控制器两部分。
发电机则是将机械能转化为电能的装置。
控制器则负责对发电机进行控制，以确保发电机的正常运行。
4、电容器电容器是调节电压的关键组件。
当风能电力装置产生的电流不稳定时，电容器可以吸收这些电流，从而确保发电机组的电压稳定。
5、变流器变流器则是将直流电转化为交流电的关键部件。
通过变流器的工作，我们可以将风能电力输送到电网中。
二、风能电力装置的设计在风能电力装置的设计中，需要考虑多种因素，包括风机的工作环境、风机叶片的选择、传动系统的设计、发电机的选择等。
1、风机的工作环境风机的工作环境通常是在室外，因此需要考虑环境温度、风速和降雨等影响因素。
在设计风机时，需要注意材料的选择，以确保风机可以在恶劣的工作环境下正常工作。
2、风机叶片的选择风机叶片的选择将直接影响风机的效率。
毕业设计正文(风力发电)
毕 业 论 文题 目： 风力发电机的设计及风力发电系统的研究系： 电气与信息工程系 专业： 电气工程及其自动化 班级：0202学号： 020******* 学生姓名： 周 超 导师姓名： 邓 秋 玲 完成日期： 2006年6月10日毕 业 设 计题 目： 风力发电机的设计及风力发电系统的研究系： 电气与信息工程系 专业： 电气工程及其自动化 班级：0202学号： 020******* 学生姓名： 周 超 导师姓名： 邓 秋 玲 完成日期： 2006年6月10日诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书题目： 风力发电机的设计及风力发电系统的研究姓名 周超 系 电气与信息工程系 专业 电气工程及其自动化 班级 0202 学号 020*******指导老师 邓 秋 玲 职称 副 教 授 教研室主任 石 安 乐一、基本任务及要求：1）基本数据：额定功率 600=N P KW 连接方式 Y额定电压 V U N 690= 额定转速 min /1512r n N =相数 m=3 功率因数 88.00=ϕs c效率 96.0=η 绝缘等级 F极对数 P=22、本毕业设计课题主要完成以下设计内容：（1） 风力发电机的电磁设计方案；（2） 风力发电系统的研究；（3） 电机主要零部件图的绘制；（4） 说明书。
进度安排及完成时间：2月20日——3月10日：查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告 3月13日——4月25日：毕业实习、撰写实习报告 3月27日——5月30日：毕业设计 4月中旬：毕业设计中期抽查6月1日——6月14日：撰写毕业设计说明书（论文）6月15日——6月17日：修改、装订毕业设计说明书（论文），并将电子文档上传FTP6月17日——6月20日：毕业设计答辩目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论··································································································· - 1 -1.1 开发利用风能的动因·························································································· - 1 -1.1.1 经济驱动力······························································································· - 1 -1.1.2 环境驱动力······························································································· - 2 -1.1.3 社会驱动力······························································································· - 2 -1.1.4 技术驱动力······························································································· - 2 -1.2 风力发电的现状·································································································· - 2 -1.2.1 世界风力发电现状··················································································· - 2 -1.2.2 中国风力发电现状[13] ·············································································· - 3 -1.3风力发电展望 ····································································································· - 3 -第2章风力发电系统的研究 ·············································································· - 5 -2.1 风力发电系统······································································································ - 5 -2.1.1 恒速恒频发电系统··················································································· - 5 -2.1.2 变速恒频发电机系统··············································································· - 6 -2.2 变速恒频风力发电系统的总体设计·································································· - 9 -2.2.1 变速恒频风力发电系统的特点······························································· - 9 -2.2.2 变速恒频风力发电系统的结构······························································· - 9 -2.2.3 变速恒频风力发电系统运行控制的总体方案····································· - 19 -第3章风力发电机的设计 ················································································ - 25 -3.1 概述[11]················································································································ - 25 -3.2 风力发电机········································································································ - 25 -3.2.1 风力发电机的结构················································································· - 25 -3.2.2 风力发电机的原理················································································· - 26 -3.3 三相异步发电机的电磁设计············································································ - 27 -3.3.1 三相异步发电机电磁设计的特点························································· - 27 -3.3.2 三相异步发电机和三相异步电动机的差异[2]······································ - 27 -3.3.3 三相异步发电机的电磁设计方案························································· - 28 -3.3.4 三相异步发电机电磁计算程序····························································· - 29 -结束语 ·················································································································· - 40 -参考文献 ·············································································································· - 41 -致谢 ·················································································································· - 43 -附录 A 定子冲片图附录 B 转子冲片图附录 C 总装图风力发电机的设计及风力发电系统的研究摘要：本文对国内外风力发电的发展现状进行了概述。
小型风力发电机的设计学士学位论文
提供全套毕业论文图纸，欢迎咨询目录第一章绪论 (1)§1.1 设计小型风力发电机的依据和意义................ (1)§1.2 国内外风力发电现状与发展趋势.................. . (2)§1.3 我国风能利用存在问题.......................................... (2)§1.4 国内风力发电前景.................................................. (3)第二章小型风力机设计制造的基本理论 (4)§2.1 小型风力机的基本概念和性能 (4)§2.1.1 风力机的分类与特点............................................. (4)§2.1.2 小型风力发电系统的结构和特性 (4)§2.1.3 小型风力发电系统的选择与选址 (6)§2.2 风力机叶片的设计与制作 (7)§2.2.1 叶片设计的空气动力学原理 (7)§2.2.2 水平轴与垂直轴叶片设计方法的理论对比....... . (8)第三章小型风力发电机的总体方案确定 (10)§3.1 总体方案设计.............................................................. ..10 §3.2 风力机基本结构 (10)§3.3 基本参数的选择与计算.............................................. ..10 §3.3.1 设计前提条件....................................................... .. (10)§3.3.2 基本参数的确定 (11)第四章主要工作部件的参数选择与计算 (13)§4.1 叶片装置设计 (13)§4.1.2 叶片外形设计....................................................... .. (13)§4.1.3计算叶片的实际安装角....................................... . (17)§4.1.4 风轮叶片在转动中受力及风轮轴受力分析.... (21)§4.2 调向装置设计 (23)§4.3 调速装置设计 (24)第五章传动系统设计与计算 (25)§5.1 传动特点 (25)§5.2 风力发电机总体及动力系统布置............................. (25)§5.3 整机传动参数设计 (25)第六章部分零件设计计算 (29)§6.1 圆柱斜齿轮传动的几何尺寸计算............................. (29)§6.1.1 选材料、热处理方法、定精度等级...................... (29)§6.1.2 按照接触强度进行初步计算................................ . (29)§6.1.3 齿根弯曲强度校核................................................ . (31)第七章轴的设计与校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (34)§7.1 增速器低速轴各力计算 (34)§7.2 初步确定轴的最小直径.......................................... .. (34)§7.3 轴的结构设计.......................................................... .. (34)§7.3.1 拟定轴上零件的装配方案 (34)§7.3.2 根据轴的定位要求确定轴上各段直径和长度. (35)§7.3.3 求轴上载荷及轴的校核 (36)第八章技术经济分析 (38)§8.1 生产成本概算.......................................................... .. (38)§8.2 项目未来市场分析 (39)§8.3 项目的生态效果与社会效益评价 (40)第九章结论 (41)参考文献 (43)致谢 (44)第一章绪论§1.1 设计小型风力发电机的依据和意义随着人类对生态环境的要求和能源的需求，风能的开发日益受到重视，风力发电将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。
小型风力发电机毕业设计
小型风力发电机毕业设计小型风力发电机毕业设计一、引言随着人们对可再生能源的需求日益增长，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，越来越受到关注。
在这个背景下，设计一台小型风力发电机成为了我毕业设计的主题。
本文将介绍我设计的小型风力发电机的原理、结构和性能优化。
二、原理小型风力发电机的工作原理与大型风力发电机基本相同。
它们都利用了风的动能来驱动风轮旋转，进而带动发电机产生电能。
在小型风力发电机中，风轮通常由数个叶片组成，这些叶片的角度和形状会影响风轮的转动效率。
当风吹过风轮时，叶片会受到气流的冲击，产生扭矩，进而使风轮旋转。
旋转的风轮通过传动装置将动能转化为电能。
三、结构小型风力发电机的结构相对简单，主要包括风轮、传动装置和发电机三个部分。
1. 风轮：风轮是小型风力发电机的核心部件，它负责接受风的作用力并转化为机械能。
风轮通常采用三叶片结构，因为这种结构在风力作用下旋转效率较高。
另外，风轮的材料也需要轻量、坚固和耐腐蚀。
2. 传动装置：传动装置将风轮旋转的机械能转化为发电机所需的转速和扭矩。
传动装置通常由齿轮或链条组成，它们能够将风轮的低速旋转转换为发电机所需的高速旋转。
3. 发电机：发电机是小型风力发电机的核心组件，它将机械能转化为电能。
发电机通常采用交流发电机或直流发电机，其中交流发电机的结构相对简单，直流发电机的效率相对较高。
四、性能优化为了提高小型风力发电机的性能，我在设计中采取了以下优化措施。
1. 叶片设计：通过优化叶片的角度和形状，可以提高风轮的转动效率。
我使用了计算流体力学模拟软件对不同叶片设计进行了模拟和分析，最终确定了最佳的叶片结构。
2. 传动装置优化：通过选择合适的传动装置，可以提高传动效率，减少能量损失。
我进行了多次实验和计算，最终选择了一种高效的传动装置。
3. 发电机选择：根据小型风力发电机的需求，我选择了一种高效、稳定的发电机。
这种发电机具有较高的转换效率和较低的能量损耗。
风力发电毕业设计
风力发电毕业设计风力发电毕业设计引言：随着能源危机的日益严重，人类对可再生能源的需求越来越迫切。
在各种可再生能源中，风力发电作为一种环保、可持续的能源形式，受到了广泛的关注。
本文将探讨风力发电的原理、技术以及在毕业设计中的应用。
一、风力发电的原理风力发电是利用风能转化为电能的一种方式。
当风通过风机叶片时，叶片会受到风压力的作用而转动，通过与发电机的连接，将机械能转化为电能。
这种转化过程基于法拉第电磁感应定律，即通过磁场变化产生感应电动势。
二、风力发电的技术1. 风机叶片设计：风机叶片是风力发电系统的核心部件，其设计直接影响到发电效率。
在毕业设计中，可以通过模拟软件或实验室测试，对不同形状、材料的叶片进行性能比较，以找到最佳设计方案。
2. 风力发电机组选型：根据毕业设计的需求，选择适合的风力发电机组是至关重要的。
不同的机组具有不同的额定功率、转速等参数，需要根据实际情况进行选择。
3. 风力发电系统运行控制：风力发电系统需要实时监测风速、转速等参数，并根据实际情况进行调整。
在毕业设计中，可以设计一套自动控制系统，实现对风力发电系统的精确控制。
三、风力发电在毕业设计中的应用1. 风力发电系统性能分析：通过搜集实际风力发电系统的运行数据，对其性能进行分析和评估。
可以通过对比不同参数下的发电效率，找出系统的优化方向。
2. 风力发电系统的可靠性分析：通过对风力发电系统的各个部件进行可靠性分析，评估系统的可靠性水平。
可以通过故障树分析、可靠性块图等方法，找出系统的薄弱环节，并提出改进措施。
3. 风力发电系统的经济性评估：通过对风力发电系统的投资成本、运行维护成本以及发电收益进行评估，分析系统的经济性。
可以通过敏感性分析等方法，评估不同因素对系统经济性的影响。
结论：风力发电作为一种可再生能源形式，具有广阔的应用前景。
在毕业设计中，通过对风力发电系统的设计、分析和评估，可以提高对风力发电技术的理解和应用能力。
希望本文的内容能够为风力发电毕业设计提供一定的参考和指导。
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风力发电电能变换装置的研究与设计毕业论文目录摘要 (I)Abstract (I)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 研发背景及意义 (1)1.2.1 国际风力发电及风力发电能能变换转置研究现状 (1)1.2.2 中国风电的研究现状及发展趋势 (2)1.2.2 风力发电机组类型简介 (3)1.3 本文主要内容及其设计思路 (6)第2章永磁同步电机风力发电系统总体方案 (7)2.1 引言 (7)2.2 直驱式永磁同步风力发电系统总体结构 (7)2.3 直驱式永磁同步发电机模型 (8)2.3.1 永磁同步电机概述 (8)2.3.2 永磁同步电机原理 (8)2.3.3 永磁同步电机数学模型 (9)2.4.1 升压式（Boost）变换器 (12)第3章直驱式风力发电系统的电路分析 (14)3.1 概述 (14)3.2 三相二极管整流电路 (14)3.3 （BOOST）升压电路 (16)3.3.1 Boost 控制结构图 (16)第4章直驱式风力发电系统控制策略 (18)4.1 最大功率追踪法控制方案 (18)4.1.1 控制方案概述 (18)4.2 并网运行控制策略 (20)4.3 双环控制 (22)4.4 DSP简述与选型 (22)第5章系统软件设计 (25)5.1 基于MATLAB/Simulink环境下的仿真研究 (25)5.1.1 MATLAB/Simulink概述 (25)5.2 系统总体结构图 (26)5.3 系统软件框图 (27)第6章仿真验证 (29)6.1 仿真总体模型 (29)6.1.1 仿真分析 (30)结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (36)附录 (37)风力发电电能变换装置的研究与设计摘要：风能作为一种可再生能源越来越受到人们广泛的重视，其中变速恒频风力发电是现代风力发电中的一个发展趋势。
而在变速恒频风力发电中，又向着直驱化方向发展，但直驱风力发电机产生的电能存在着电压幅值和频率随风速变化、功率不稳定等诸多问题。
为解决上述问题，本文对直驱式变速恒频风力发电领域的关键技术从理论到仿真进行了较为全面的学习与分析，在详细分析直驱式风力发电系统的特点和已有风力发电系统控制的基础上，确立波永磁同步发电机、AC-DC-AC的主电路拓扑结构，提出了系统总体控制策略，该策略能够很好的实现电压幅值功率因数调节，系统主电路主要是双闭环（电压外环、电流内环）实现电能功率调节，为了提高系统控制性能，设计了系统过流过压保护电路，经仿真验证，该系统能够良好的运行，基本上实现可靠性高，电压调节范围大，效率等目标。
关键词：风力发电系统；AC-DC-AC变换器；控制策略；双闭环调节；仿真The research and design of the wind power electricitytransformation 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 direct-drive 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 comprehensive 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 factoradjustment, 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; AC-DC-AC converter; System modulation; Double closed loop regulation; The simulation第1章绪论1.1 引言稳定、可靠和洁净能源供应是人类文明、经济发展和社会进步的重要保障，煤炭、石油、天然气等化石能源支持了19世纪和20世纪两百年人类文明的进步和发展。
然而，化石能源大量消耗，不仅让人类面临资源枯竭的压力，同时也感觉环境恶化的威胁。
21世纪是科技、经济和社会快速发展世纪，也将是从化石燃料时代向具有持续利用能力可再生能源时代过渡，如何实现能源可持续发展，从而保持经济和社会的可持续发展，已经成为世界各国必须解决问题。
风能作为一种取之不尽、用之不竭可再生能源，在地球上蕴藏量十分丰富，具有广阔应用前景。
风力发电是近期内技术成熟、具有大规模发展潜力可再生能源技术，在远期有可能成为世界重要替代能源。
发展可再生能源是当今世界一个共同趋势，欧盟各国开始立法提出了2020年和2050年不同阶段可再生能源发展目标，同时跟进有澳大利亚、日本、加拿大等发达国家，甚至还有印度、巴西、泰国等发展中国家。
风电是可再生能源技术中最成熟的一种，对于应对那些传统能源有关迫在眉睫环境和社会影响，风力发电是个切实可行、立竿见影解决方案[1]。
1.2 研发背景及意义1.2.1 国际风力发电及风力发电能能变换转置研究现状能源困局不是中国独特的问题，美国、日本、欧洲和印度都是如此。
面对化石燃料日益枯竭的威胁，人们都在讨论后续能源的续接问题。
美国的氢技术、日本的阳光计划、欧盟2050年，可再生能源50%战略目标，都是破解能源困局思路。
在各种各样的选择中，风电也许是最值得考虑的选择。
欧盟风能协会和绿色和平组织《风力12：关于2020年风电达到世界电力总量12%的蓝图》中的观点，也许过于乐观，但是它毕竟给人们提出了一种可能。
也许仅仅依靠风电，不能完全解决这些问题，但是它可能是解决问题，主要技术选择之一。
19世纪末，丹麦首先开始，探索的风力发电，研制出风力发电机组，直到20世纪70年代的以前，只有的小型充电用风力机，达到的实用阶段。
美国20世纪30年代还有许多电网未通达地方，独立运行小型风力发电机组，在实现农村电气化方面起了很大作用。
20世纪70年代，到80年代中期，美国、英国和德国等国政府投入巨资开发单机容量1000kW以上的风力机组，承担课题都是著名大企业，如美国波音公司研制了2500kW 和3200kW机组，风轮直径约为100m，塔高为80m，安装在夏威夷的瓦胡岛；英国宇航公司和德国MAN公司分别研制3000kW机组，所有这些巨型机组都未能正常运行，因其发生故障之后维修非常困难，经费也难以维持，没有能够发展为商业机组，未能形成一个适应市场需求风电机组制造产业[3]。
风电继续呈现地区发展多样化特点。
到2006年底，风电发展已涵盖世界各大洲，并呈快速增长态势。
风电装机超过100万千瓦的国家已由2005年11个增加到13个，其中8个欧洲国家（德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙、法国）、3个亚洲国家（印度、中国、日本）和2个美洲国家（美国、加拿大）。
欧洲继续保持其领先地位，亚洲正成为全球风电产业发展新生力量，预计在不远将来还有更大增长。
与此同时，世界前五位风电市场的德国、西班牙、美国、印度以及丹麦风电装机占世界份额呈下滑趋势，由2003年的82%降至2006年的71%，新增份额由79%降至53%。
1.2.2 中国风电的研究现状及发展趋势我国在20世纪50年代，就有过研制风力发电机组活动。
但有实用价值新型风力机研制到60~70年代，才开始起步。
70年代以后发展较快，在装机容量、制造水平及发展规模上，都居于世界前列。
近年来，和光伏电池配合的，风—光互补系统，容量可达数百瓦到数十千瓦，能完成给，农牧民家庭，以及海岛、边防站、通讯台站、输油管道站点等重要设施，独立供电任务，已逐步得到越来越广泛的重视和应用[3]。
为了扶持风电技术和产业发展，中国政府采取了一系列，国家行动，并制定出台了一系列，经济鼓励政策。