变速风力发电系统的MATLAB仿真
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摘要本文首先介绍了永磁同步电机的国内外发展状况,然后介绍了永磁同步电机的结构及原理,接着建立了永磁同步电机的数学模型,并在此基础上用MATLAB 进行了仿真,最后进行了仿真及仿真结果的分析。
永磁同步电机是具有非线性、强耦合性、时变性的系统,在运行过程中会受到负载扰动等多因素影响。
以往研究永磁同步电机的做法是在硬件上搭建一个平台进行模拟,但是这样在做实验中难免会造成一些损失,而且硬件上的反馈会比较长研究周期长。
目前在国内外关于永磁同步电机调速系统的研究现状上来讲,基于MATLAB环境下仿真模型的构建下进行研究,这可极大的缩短研究周期和研究成本。
在利用MATLAB仿真模型研究永磁同步电机时,我们可以把那些扰动因数做成模拟信号给予模型,这样可以准确的定性分析实验得出结论。
关键字:永磁同步电机,空间矢量调制,MATLAB仿真,数学模型。
ABSTRACTIn the first, this paper introduces the domestic and international development status of Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM), gives a explanation about its basictheory, structure. Then it builds a mathematical model, and uses MATLAB to simulate that model.The PMSM is a nonlinear, strong-coupling and time-varying system, so in the operation process, it will be influenced by many factors such asload disturbance. Therere, it is necessary to take action when researching the control method of PMSM. The former research method is setting up a platform on hardware to perform experimensbut it is undesirable, because it often cause some loss, and the feedback cycle is longer than research cycle. As fordomestic and international current situation on the research of PMSM, it is obvious that researching under the simulation model created by MATLAB could greatly reduce the cost and cycle of researchment. When using MATLAB to build simulation model on the research of PMSM, we can transform these disturbance factors into analog signal, making a qualitative analysis to draw conclusions from them.Keywords:PMSM, SVPWM, MATLAB simulation, mathmatical model目录摘要 (I)ABSTRACT .............................................. I I 目录............................................... I II 第一章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究的目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国内研究历史及现状 (2)1.2.2 国外研究现状及趋势 (2)1.3 本文的主要内容 (3)第二章永磁同步电机调速系统的结构和数学模型 (5)2.1 引言 (5)2.2 永磁同步电机调速系统的结构 (5)2.3 永磁同步电机调速系统的数学模型 (6)2.3.1 PMSM在ABC坐标系下的磁链和电压方程 (6)坐标系下的磁链和电压方程 (8)2.3.2 PMSM在02.3.3 PMSM在dq0坐标系下的磁链和电压方程 (9)2.4 永磁同步电机的控制策略 (11)2.5 本章小节 (12)第三章永磁同步电机矢量控制及空间矢量脉宽调制 (14)3.1 引言 (14)3.2 永磁同步电动机的矢量控制 (14)3.3 空间矢量脉宽调制概念 (15)3.4 SVPWM模块的建立 (17)3.5 本章小结 (23)第四章基于Matlab的永磁同步调速系统仿真模型的建立 (24)4.1 引言 (24)4.2 MATLAB软件的介绍 (24)4.3永磁同步电机调速系统整体模型的建立 (25)4.4仿真参数调试及结果分析 (28)4.5本章小结 (29)第五章总结与展望 (30)5.1全文总结 (30)参考文献 (31)致谢 (33)第一章绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景随着电力电子技术、微电子技术和现代电机控制理论的发展,交流调速系统逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能,交流调速系统应用越来越广泛。
MATLAB系统自带双馈风机的参数设置1. 简介在MATLAB系统中,有一个功能强大的工具箱,可以用于双馈风机的参数设置和仿真。
双馈风机是一种常见的风力发电机,它具有两个独立控制的转子回路,可以提高发电效率和稳定性。
本文将详细介绍MATLAB系统自带的双馈风机参数设置方法,并提供相关代码示例。
2. 参数设置在MATLAB中,使用sfd命令可以创建双馈风机对象,并对其进行参数设置。
以下是常用的参数及其说明:•P:双馈风机的功率(单位:千瓦)。
•Vr:风速(单位:米/秒)。
•f:电网频率(单位:赫兹)。
•Rr:转子侧电阻(单位:欧姆)。
•Xr:转子侧电抗(单位:欧姆)。
•Xs:定子侧电抗(单位:欧姆)。
•Xm:互感电抗(单位:欧姆)。
以下是一个示例代码:P = 1500; % 双馈风机功率为1500千瓦Vr = 12; % 风速为12米/秒f = 50; % 电网频率为50赫兹Rr = 0.01; % 转子侧电阻为0.01欧姆Xr = 0.1; % 转子侧电抗为0.1欧姆Xs = 1; % 定子侧电抗为1欧姆Xm = 10; % 互感电抗为10欧姆sfd_obj = sfd(P, Vr, f, Rr, Xr, Xs, Xm); % 创建双馈风机对象并设置参数3. 双馈风机仿真在MATLAB中,使用sim命令可以对双馈风机进行仿真。
以下是一个示例代码:t_start = 0; % 仿真开始时间(单位:秒)t_end = 10; % 仿真结束时间(单位:秒)t_step = 0.01; % 时间步长(单位:秒)sim_result = sim(sfd_obj, t_start, t_end, t_step); % 对双馈风机进行仿真% 绘制转速曲线图figure;plot(sim_result.time, sim_result.speed);xlabel('Time (s)');ylabel('Speed (rpm)');title('Generator Speed');% 绘制功率曲线图figure;plot(sim_result.time, sim_result.power);xlabel('Time (s)');ylabel('Power (kW)');title('Power Output');上述代码将对双馈风机进行从0秒到10秒的仿真,并绘制转速和功率随时间变化的曲线图。
%% 3.计算含风电场的发电系统可靠性指标(非序贯MC)clcclearloadresult_WindFarmOutput%文件“result_WindFarmOutput.mat”构成了风电场出力的状态模型【风力状态状态概率】相关状态计算查看百度文库“风电场出力模型matlab程序”% 3.1 求出常规机组的出力模型,按类构成多状态模型% RBTS发电系统中共有6类常规机组,%11台常规机组数据% %2台5MW水电机组%% %1台10MW热电机组%% %4台20MW水电机组%% %1台20MW 热电机组%% %1台40MW水电机组%% %2台40MW热电机组%Generator.Norm=[5 0.015 0.0110 0.0220 0.01520 0.01520 0.01520 0.01520 0.02540 0.0240 0.0340 0.03];save('process.mat');% 3.2MC抽样机组确定机组状态% 3.2.1计算含风电场的RBTS可靠性% 共有7类机组,常规机组状态在StateNorm【出力概率】元胞数组中,风电状态在StateFORWeibull6【出力概率】I=0 %I用来记录发生却负荷的次数sumDNS=0;DNS=zeros(200000,1);K=rand(200000,12);%1-11常规12风电pwind=zeros(200000,1);for k=1:200000Pout=zeros(12,1);%得到一次抽样常规机组状态fori=1:11if K(k,i)>Generator.Norm(i,2)Pout(i)=Generator.Norm(i,1);elsePout(i)=0;endend%得到一次抽样风电场的出力t=0;fori=1:Mt=t+StateFORWeibull6(i,2);if K(k,12)-t>=0continueelsePout(12)=StateFORWeibull6(i,1);pwind(k)= Pout(12);breakendendsumPout=sum(Pout);%发电系统出力% 统计系统状态参数% 持续峰荷185MWRBTSload=185;DNS(k)=max([0;RBTSload-sumPout]);if DNS(k)>0I=I+1; %I用来记录发生却负荷的次数sumDNS=sumDNS+DNS(k);endendLOLP1=I/200000;EENS1=sumDNS/200000*8760;LOLE1=I/200000*8760;disp('LOLP1=');disp(LOLP1);disp('EENS1=');disp(EENS1);disp('LOLE1=');disp(LOLE1);save('resultwind.mat','LOLP1','EENS1','LOLE1'); %% 3.2.2计算常规RBTS系统可靠性clcclearload processI=0;sumDNS=0;DNS=zeros(100000,1);K=rand(100000,11);%1-11常规7风电for k=1:100000Pout=zeros(11,1);%得到一次抽样常规机组状态fori=1:11if K(k,i)>Generator.Norm(i,2)Pout(i)=Generator.Norm(i,1);elsePout(i)=0;endendsumPout=sum(Pout);%发电系统出力% 统计系统状态参数% 持续峰荷185MWRBTSload=185;DNS(k)=max([0;RBTSload-sumPout]);if DNS(k)>0I=I+1; %I用来记录发生却负荷的次数sumDNS=sumDNS+DNS(k);endend% 计算LOLP EENS LOLELOLP2=I/100000;EENS2=sumDNS/100000*8760;LOLE2=I/100000*8760;disp('LOLP2=');disp(LOLP2);disp('EENS2=');disp(EENS2);disp('LOLE2=');disp(LOLE2);save('result0.mat','LOLP2','EENS2','LOLE2');。
独立运行和并网模式下微型燃气轮机的建模与性能分析Modeling and Performance Analysis of Microturbine in Independent Operation and Grid -Connection ModeABSTRACT:The microturbine generation system will be the most widely used distributed generation in the near future. According to the dynamic characteristics of the Microturbine system, a mathematic model which treats the Microturbine and its electric system as a whole is built. Further researches on the basic control of the Microturbine system are presented. The dynamic characteristics of the Micro gas turbine system are emphasized, especially the characteristics of the load disturbance. Simulation results demonstrate the model is coordinate to the real Microturbine system. The general purpose of this project is for further researching thermodynamic engine control of the Microturbine and giving the basic resources to corresponding control of inverter control of generator electric side.KEY WORDS:distributed generation; microturbine; modeling; simulation; PWM摘要:微型燃气轮机发电系统是一种具有广泛应用前景的分布式发电系统。
MATLAB电机控制综合仿真实验一、他励直流电机单闭环调速仿真实验要求:利用Simpowersystem里面自带的DC电机模块,完成他励直流电机单闭环调速仿真,速度调节用PI控制方法,要求封装PI模块,给定速度100rad/s,负载由空载到1s时跳变到20N。
调节不同的PI参数,观察仿真结果总结速度波形、转矩波形的变化规律(PI参数和超调量、稳定时间、稳态误差、振荡次数)。
另外要求将scope图中的4条曲线参数导出到工作空间,并用subplot和plot 函数画在同一个窗口中,每个子图加上对应的标题。
电机相关参数的设置图:仿真原理图:在仿真试验中需要按照实验要求对PI控制器子系统进行封装,然后更改Kp、Ki参数值的大小。
封装PI模块图如下:Plot绘图程序:>>subplot(411)>> plot(t,W,'r'),title('转速')>> subplot(412)>> plot(t,Ia,'b'),title('电枢电流')>> subplot(413)>> plot(t,Te,'g'),title('转矩')>> subplot(414)>> plot(t,If,'y'),title('励磁电流')速度调节用PI控制方法,给定速度100rad/s,负载由空载到1s 时跳变到20N,调节不同的PI参数,从PI模块封装中调节,修改不同的参数Ki 、Kp观察仿真结果。
Ki=100, Kp=5;050100w (r a d /s )00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-2000200I a (A )-202I f (A )-1000100T e (N .m )Ki=2, Kp=1;w (r a d /s)I a (A)00.51 1.52 2.53 3.54 4.55I f (A)00.51 1.52 2.53 3.54 4.55T e (N .m )二、 他励直流电机闭环调速系统仿真实验要求:利用Simulink 基本模块搭建他励直流电机闭环调速系统直流电机子模块,根据以下电机数学模型搭建:电磁转矩公式:e M a T C I =Φ 动力学平衡方程:e L m d T T B J dtωω--=电机模块要求封装,参数20.05kg m J =⋅,0.02N m s m B =⋅⋅,165m C =,0.01Wb f Φ=,恒定负载T L =20N 点击封装模块时输入。
风力发电机组机械传动系统设计及动力学仿真一、设计概述风力发电机组机械传动系统是将风力转化为机械能的关键组成部分,其设计对提高发电效率、增加可靠性和降低维护成本至关重要。
本文将着重介绍风力发电机组机械传动系统的设计原理、关键参数选择以及动力学仿真分析。
二、机械传动系统设计原理1. 传动系统类型选择:常用的传动系统类型包括直接驱动和变速箱驱动两种。
直接驱动适用于小型风力发电机组,其特点是简单、可靠,但在低风速下效率较低;变速箱驱动适用于大型风力发电机组,通过变速箱将风轮的转速匹配到发电机的额定转速,实现高效发电。
2. 风轮和发电机匹配:选取合适的风轮和发电机是机械传动系统设计的关键。
风轮需要根据地理条件和预计风速来确定,同时考虑到复杂的气象条件和气候变化对风轮的影响。
发电机的额定功率和转速需与风轮匹配,同时还需考虑闭塞风速和过载保护等因素。
3. 传动比选择:传动比决定了风轮转速与发电机转速之间的关系。
传动比的选择需综合考虑风轮特性曲线和发电机转速范围,以使风轮在不同风速下始终运行在最高效率点附近。
同时还需考虑最大功率点跟踪和系统的安全性。
三、关键参数选择1. 风轮直径和叶片数:风轮的直径和叶片数直接影响到风轮的承载能力和风能捕捉效率。
通常情况下,风轮直径越大,叶片数越多,能够捕捉到的风能就越多。
因此,在设计中需根据实际情况选择合适的风轮直径和叶片数。
2. 传动系统转速范围:传动系统转速范围的选择需考虑到风速变化的范围,使传动系统在各种风速下都能提供稳定的输出功率。
同时还需考虑到发电机的额定转速和稳定工作的要求。
3. 超额转速保护:在设计中需考虑到防止传动系统超过额定转速而造成的损坏。
通常采用机械刹车、电磁刹车或液力制动器等方式来实现超额转速保护。
四、动力学仿真分析1. 动力学仿真软件选择:可以利用MATLAB/Simulink、Adams等软件进行风力发电机组机械传动系统的动力学仿真分析。
通过对传动系统的建模和仿真,可以准确预测系统的运行状况、输出功率以及各个关键部件的受力情况。
基于MATLAB的电力系统仿真摘要:目前,随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长,电力系统规模越来越庞大,超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用,这对于合理利用能源,充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。
另一方面,随着国民经济的高速发展,以城市为中心的区域性用电增长越来越快,大电网负荷中心的用电容量越来越大,长距离重负荷输电的情况日益普遍,电力系统在人民的生活和工作中担任重要角色,电力系统的稳定运行直接影响的人们的日常生活。
随着电力系统的飞速发展和电网的日益扩大以及自动化程度的不断提高,电力系统中许多计算和控制问题日益复杂,从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小,因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。
电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行,可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况,从而有效了解电力系统概况。
本文根据电力系统的特点,利用MA TLAB的动态仿真软件Simulink搭建了含发电机、变压器、输电线路、无穷大电源等的系统的仿真模型,得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果,并分析了这一暂态过程。
通过仿真结果说明MA TIAB 电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。
关键词:电力系统;三相短路;故障分析;matlab仿真Electric Power System Simulation Base on MATLABAbstract:Now, with the development of science and techmology and the growing demand for eletrical energy, power systems get increasingly large and long-distance EHV power transmission, large capacity electric generating set, as well as the various new control devices have been widely used. This has important significance to rationally utilizing energy resources, making full use of the existing electric systems’ delivery potential and protecting the environment. On the other hand, with the fast growth of the national economy, city-centered regional power consumption is rising more and more rapidly, power demand in large electric system’laod centers is growing faster and faster, and long-distance and heavy-duty power transmission is more and more popular. Power system play an important part in people’s lives and work, power system and stable operation of a direct impact on the people’s daily life, with the rapid development of power systems and power grids is increasing with days and the degree of automation continuous improvement, many computing and control of the power system increasingly complex issues, it is impossioble to take a directThis paper base on the characteristics of the power system, using the software MATAB simulink built with generators,transformers,power line,such as the infinite power system simulation model, and has a simulation result of three-phase short-circuit fault which happen in the main power-supply line and the fault automatic tripping isolation by the three-phase fault, and analysis of this transient. The simulation results show MATLAB power system toolbox of the power system is an effective tool.Key words: Power system ;Three-phase short-circuit ;Fault analysis ;MATLAB simulation第一章绪论1.1 我国电力系统情况简介电力系统是由发电厂、电力网和电力负荷组成的电能生产、传输和转化的系统。
变速恒频风力发电系统中矩阵变换器的仿真研究作者:刘晓宇,张润和,武海涛来源:《现代电子技术》2009年第19期摘要:双级矩阵变换器是在传统9开关矩阵变换器的基础上发展起来的一种新型矩阵式变换器,其自身的优点更适宜作为变速恒频风力发电系统中双馈电机的励磁装置。
分析了双级矩阵变换器的拓朴结构和基本原理,根据其特点采用PWM控制与空间矢量调制法相结合并应用零电流换流法进行控制,并基于Matlab/Simulink对双级矩阵变换器进行了建模与仿真。
仿真结果验证了控制方案的可行性和正确性。
关键词:风力发电系统;双级矩阵变换器;零电流换流;PWM 控制;空间矢量调制;建模与仿真中图分类号:TP23文献标识码:A文章编号:1004-373X(2009)19-176-05Simulation Research on Matrix Converter in Variable Speed Constant Frequency Wind Power Generation SystemLIU Xiaoyu,ZHANG Runhe,WU Haitao(College of Information Engineering,Inner Mongolia University ofTechnology,Hohhot,010062,China)Abstract:Two-Stage Matrix Converter (TSMC) is a kind of new matrix converter developed on the basis of the conventional nine-switch matrix converter,by virtue of its advantages,more suitable for serving as the exciter of variable speed constant frequency doubly-fed wind power generation system.The topology structure and principle of TSMC are analysed,and taking accordingly the PWM space vector modulation and zero current commutation to research its features.A simulation mo-del based on Matlab/Simulink is built for the TSMC,and the simulation confirmed the feasibility and validity of control scheme.Keywords:wind power generation system;TSMC;zero current commutation;PWM control;space vector modulation;modeling and simulation0 引言能源危机和环境危机使人们越来越意识到开发可再生能源的重要性,必须采取可持续化发展战略,利用科技手段开发可再生能源[1-4]。
基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真一、本文概述随着电力电子技术和控制理论的快速发展,永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)因其高效率、高功率密度和优良的调速性能,在电动汽车、风力发电、机器人和工业自动化等领域得到了广泛应用。
然而,PMSM的高性能运行依赖于先进的控制系统,其中矢量控制(Vector Control, VC)是最常用的控制策略之一。
矢量控制,也称为场向量控制,其基本思想是通过坐标变换将电机的定子电流分解为与磁场方向正交的两个分量——转矩分量和励磁分量,并分别进行控制,从而实现电机的高性能运行。
这种控制策略需要对电机的动态行为和电磁关系有深入的理解,并且要求控制系统能够快速、准确地响应各种工况变化。
MATLAB/Simulink/SimPowerSystems是MathWorks公司开发的一套强大的电力系统和电机控制系统仿真工具。
通过Simulink的图形化建模环境和SimPowerSystems的电机及电力电子元件库,用户可以方便地进行电机控制系统的建模、仿真和分析。
本文旨在介绍基于MATLAB/Simulink/SimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真方法。
将简要概述永磁同步电机的基本结构和运行原理,然后详细介绍矢量控制的基本原理和坐标变换方法。
接着,将通过一个具体的案例,展示如何使用Simulink和SimPowerSystems进行永磁同步电机矢量控制系统的建模和仿真,并分析仿真结果,验证控制策略的有效性。
将讨论在实际应用中可能遇到的挑战和问题,并提出相应的解决方案。
通过本文的阅读,读者可以对永磁同步电机矢量控制系统有更深入的理解,并掌握使用MATLAB/Simulink/SimPowerSystems进行电机控制系统仿真的基本方法。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析1. 引言1.1 研究背景异步电机是一种常见的电动机类型,在工业和家用电器中广泛应用。
随着电力系统的发展和电动机技术的进步,对异步电机的变频调速系统进行研究已成为一个热门领域。
变频调速系统可以根据实际需要调整电机转速,实现节能、精准控制和适应不同工况需求的目的。
随着现代工业的自动化程度不断提高,对电机的调速要求也越来越高。
传统的电压调速和机械调速方式已经无法满足实际需求,因此异步电机变频调速系统逐渐成为工业界的主流选择。
在此背景下,研究基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析具有重要意义。
通过对异步电机原理、变频调速系统设计和MATLAB仿真模型搭建等方面的研究,可以更好地了解和掌握这一技术,为实际应用提供理论支持和指导。
本文将对异步电机变频调速系统进行深入探讨,旨在为相关领域的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
1.2 研究意义异步电机是工业中常用的电动机之一,其性能直接影响到生产效率和能源消耗。
变频调速系统能够实现电机转速控制,提高电机的运行稳定性和效率,减少能耗,降低维护成本。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析具有重要的研究意义。
通过仿真可以快速、灵活地模拟电机的工作情况,预测电机在不同工况下的性能表现,为设计和优化电机调速系统提供有力的依据。
通过仿真分析可以深入了解变频调速系统在不同参数和工况下的工作特性,为实际应用中的系统调试和优化提供指导。
对异步电机变频调速系统的研究可以推动电机控制技术的发展,促进工业生产的智能化和节能化,具有重要的社会和经济意义。
基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析不仅具有理论研究意义,还具有实际应用价值,对推动电机控制技术的发展和提高工业生产效率具有重要意义。
1.3 研究目的研究目的是为了探讨基于MATLAB的异步电机变频调速系统的仿真与分析,从而更深入地了解异步电机的工作原理和变频调速系统的设计方法。
直流电机调速仿真报告1. 背景直流电机是一种常见的电动机类型,广泛应用于工业生产和家庭设备中。
在实际应用中,为了满足不同工况下的需求,需要对直流电机进行调速控制。
调速控制可以实现电机转速的精确控制,提高系统的稳定性和效率。
本报告旨在通过Matlab仿真分析直流电机调速控制系统,在理论与实践结合的基础上,提出相应的建议。
2. 分析2.1 直流电机调速原理直流电机调速原理主要基于改变电源的电压或者改变外加负载来实现对电机转速的控制。
常见的直流电机调速方法有:•电压调制法:通过改变直流电源的输出电压来改变转矩和转速;•变阻器分压法:通过改变外接阻值来改变转矩和转速;•变极数法:通过改变励磁回路中串联或并联的励磁线圈数目来改变转矩和转速;•PWM调制法:通过脉冲宽度调制技术来控制输入给定功率。
2.2 直流电机调速控制系统直流电机调速控制系统由电源、电机、传感器、控制器和负载组成。
其中,传感器用于测量电机的转速和位置,控制器根据测量值计算出合适的控制信号,通过电源提供给电机。
负载则影响电机的转速和转矩。
常见的直流电机调速控制方法有:•比例积分(PI)控制:根据误差信号进行比例和积分运算,生成合适的输出信号;•模糊控制:基于模糊推理原理,根据输入变量和规则库生成输出信号;•自适应控制:根据系统动态特性自动调整参数以实现最优性能。
2.3 仿真建模与参数设置本次仿真采用Matlab/Simulink软件进行建模与仿真。
首先需要确定直流电机的基本参数,如额定功率、额定转速、额定电压等。
然后根据实际情况设置仿真模型中的参数。
本次仿真设置了一个基于PWM调制法的直流电机调速系统模型。
具体参数如下:•额定功率:100W•额定转速:1500rpm•额定电压:220V•PWM调制频率:1kHz•控制器采样周期:0.01s3. 结果与分析3.1 仿真结果展示在进行仿真之后,我们得到了直流电机调速系统的仿真结果。
以下是部分结果的展示:•转速曲线图:•转矩曲线图:3.2 结果分析根据仿真结果,可以对直流电机调速系统进行分析。
基于MATLAB的单环有静差转速负反馈调节一原理框图途中Un*是给定电压,TG是测速发电机,Un是转速反馈电压。
二自动控制的基本原理三系统的建模和参数的设置1.三相对称交流电压源的建模和参数设置:三相交流电压源采用交流电压源进行建模。
A相交流电源的参数设置为幅值220V、初相位为0°、频率50赫兹,B,C两相的参数设置为和A相位的初相位互差120°即可。
2.晶闸整流桥的建模和参数设置:晶闸管整流桥选取“Univeral Bridge”模块进行的建模。
桥弊设为3,电力电子原件选择晶闸管。
参数设置原则是:如果是针对某个具体的交变设置进行参数设置,对话框中的各个参数如Ron等应去该装置中晶闸管元件的实际值;如果是一般情况,不针对某个具体的变流装置,这些参数可以取默认值进行仿真。
若仿真结果理想,就可以认为这些参数可用,若不理想,则可通过仿真实验,不断进行优化,直到获得理想的仿真数据。
这一参数的设置原则同样适用于其他缓解的参数设置。
3平波电抗器的建模和参数设置:Resistance R: (0) Ohms;Inductance L:5e—03(H);Capacitance:inf(F)。
平波电抗器的点感值是通过仿真试验比较后得到的优化参数。
4直流电动机的建模和参数设置。
直流电动机选取“DC Machine”模块进行建模,电动机经TL端口接恒转矩负载,输出参数有转速w、电枢电流Ia,励磁电流If和电磁转矩Te,分别通过示波器模块进行观察和用out1模块仿真输出信息返回到MATLAB命名窗口,之后用绘图命令plot(tout,yout)在MATLAB命名窗口里绘出图形,电动机的默认设置:此次使用的电机参数是p=150kw;n=1000r/min I=700A Ra=0.6 主回路Rd=240 Ld=120Ce=(220-700*0.6)/1000Cm=Ce/1.03Td=Ld/Rd=0.025sTm=0.8综合考虑和教材上的参数进行参考,使用一下数据进行仿真5 同步六脉冲四控制电路的建模和参数设置1单环有静差转速负反馈调速系统的控制电路由给定信号、速度调节器、速度反馈‘限幅器等环节组成,为了能是同步脉冲发生器能正常工作,增加了偏置和反向等模块。
恒速恒频风力发电系统原理及仿真摘要:介绍了两种恒速恒频发电系统的基本原理,然后在建立的数学模型的基础上进行了包含风电场的电力系统动态仿真,结合实例从多个方面对风力发电系统进行分析。
关键词:恒速恒频发电系统 MATLAB-SIMULINK 动态仿真0 引言在风力发电中,当风力发电机组与电网并网时,要求风电的频率与电网的频率保持一致。
在风力发电过程中,保持风车的转速(也即发电机的转速)不变,从而得到恒频的电能的方式称为恒速恒频发电系统。
由于风速的变化,异步风力发电机组输出的有功功率和吸收的无功功率也要随之发生变化,使得风力发电机组始终处于一个动态过程,与其相连的电网将持续受到风电场波动功率源的干扰。
因此,当风电场容量发展到一定规模时,风电对系统的影响在严重情况下可能会导致系统动态失去稳定。
[1-2]1 恒速恒频发电机系统的构成恒速恒频发电机系统的电机部分分为两种:一种是同步电机作为发电机,同步风力发电装机在风电发展初期曾被广泛利用,但因其特性给并网带来了很大的困难,因此逐渐被取代。
由于同步发电机本身固有的特性,将其移植到风电机组中使用时,效果不甚理想,这是由于风速随机变化,作用在转子上的转矩很不稳定,使得并网时其调速性能很难达到期望的精度,若不进行有效地控制,常会发生严重的振荡和失步,对系统造成严重影响。
同步发电机的并网控制如下:当风速超过切入风速时,启动风电机组,当发电机被带到接近同步速时,启动励磁调节器,给发电机励磁,使发电机的端电压接近电网电压。
在几乎达到同步速时,检测出断路器两侧电位差,当其为零或非常小时,合闸并网,此时只要接近同步转速,就可使并网瞬态电流减至最小,因而发电机组和电网受到的冲击也最小。
但要求风力发电机组调节器调节转速,使发电机频率偏差达到容许值时方可并网,因此对调节器的要求较高。
另一种是异步电机,因为其构造简单,并网容易,所以被大量使用,其组成的发电系统结构如图1[3]图1 异步风机风电场结构图2恒速恒频系统MATLAB-SIMULINK仿真2.1 风速模型基本风+渐变风模拟仿真仿真中,采用基本风和基本风+渐变风模拟风速,基本风为8m/s,渐变风为从2s到5s线性增加,渐变风风速最大值3m/s。