交流励磁双馈风力发电机的程序设计毕业论文

交流励磁双馈风力发电机的程序设计毕业论文

目录

摘要...................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................... II

第1章绪论 (2)

1.1 课题研究的意义背景 (2)

1.2 交流励磁双馈风力发电机国内外研究历史及其现状 (3)

1.2.1 风力发电的历史 (3)

1.2.2 交流励磁双馈风力发电国内外研究现状 (4)

1.3 本课题的主要内容 (5)

第2章双馈电机的基本运行原理及结构 (6)

2.1 双馈电机的基本原理及结构 (6)

2.1.1 双馈风力发电系统的结构及工作原理 (6)

2.1.2 双馈电机的电压方程、等效电路及电磁功率 (7)

2.2 双馈电机各种工作状况下的能量关系和功率关系 (12)

2.2.1 双馈电机的稳态分析及稳态功率关系 (12)

2.2.2 双馈电机的能量转换与额定功率 (15)

第3章双馈电机的电磁设计 (18)

3.1 主要尺寸的确定 (18)

3.2 电势系数的确定 (18)

3.3 有功功率和无功功率计算 (19)

3.4 额定励磁电压、额定励磁电流和额定励磁容量的计算 (20)

3.5 稳态短路电流的计算 (21)

3.6 电压调整率的计算 (22)

3.7 典型样机方案设计 (23)

第4章双馈电机的程序设计 (44)

4.1 双馈电机程序设计软件 (44)

4.1.1 软件说明及其功能 (44)

4.1.2 双馈电机设计流程 (47)

4.2 针对典型样机的性能分析 (50)

结论 (54)

致谢 (55)

参考文献 (56)

附录1 交流励磁双馈风力发电机设计程序 (58)

1

第1章绪论

1.1课题研究的意义背景

风能是大自然中蕴藏丰富、可再生、无污染的能源，考虑到有机燃料的非再生性与有限开采性以及保护生态环境等原因，大力开发利用新能源发电尤其是风能发电具有特别的现实意义，如今风力发电已是世界上增长最快的可再生能源，在新能源的开发与利用中独树一帜，成为解决常规能源尤其是石化能源带来的能源短缺，环境污染以及温室效应等问题的有效途径之一。

在经济高速增长的情况下，我国能源工业面临经济增长与环境保护双重压力。走可持续发展道路，在确保社会不断进步发展的同时保护生态环境已为越来越多的国家所共识。因此尽可能地利用洁净能源代替含碳量高的燃料是当今世界能源发展的必然趋势]1[。

风能取之不尽，用之不竭，不会对环境造成污染，随着风力发电技术日趋成熟风力发电机单机容量的不断增大，发电质量不断提高，已成为一种安全可靠的能源，具备了大规模开发的条件，国际国内已经成功出现了兆瓦级风电机组和数百兆瓦的大型风电场，其经济性日益提高。另外，风电场建设周期短，占地少，运行成本低廉，与煤电，核电和水电相比，其优越性是无可比拟的。

风力发电作为一种新能源的出现，日益受到世界各国的广泛重视，近年来得到迅速发展。作为当今世界新能源开发中最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一，越来越受到世界各国的重视。从世界范围看，欧洲和北美在开发和利用风能发电方面处于世界领先地位，尤其是欧洲的丹麦、德国和英国以及北美的美国。到2003年底丹麦风电装机容量为3110MW，此外，丹麦在近海风电方面处于领先位置。德国是风电强国，到2001年装机容量为8000MW，占世界风电装机容量的30%，而到2003年为14609MW，占全世界风能发电的40%。同时，德国有宏大的近海风电发展计划。美国、荷兰、西班牙等国的风电事业，也在迅速发展]2[。

我国是世界上风力资源较为丰富的国家之一，东南沿海、内蒙古北

6

≥，有效

m/

部、新疆、甘肃等地区均属于风能资源丰富地区，平均风速s

风能密度2

≥，可开发利用的地区占全国面积的76%，可开发利用W

200m

/

的风能约为25TW，海上可开发利用的风能为75TW。从八十年代初开始，我国国家科委和国家计委将新能源利用列入国家科技攻关计划，其中就包括风力发电的科技攻关项目.到1998年底，已在全国风能资源丰富的10个省〔自治区)建设了19个风电场，总装机容量达到22.35万千瓦，其

2

中新疆达坂城风电场总装机容址 6.6万千瓦，也是亚洲最大的风电场。尽管近几年我国风电事业取得可喜的进步，但日前我国风电场总装机容量仅占全国电网总容量的0.07%，最高的省份是新疆，也只达到3.5%，远不及于欧美等发达国家，这说明风力发电还远未成为我国电力工业的一支重要力量，它还有巨大的发展潜力需要进一步开发和建设]3[。因此，风力发电在中国能源发展中的地位及发展前景具有重大的战略意义和社会意义。

在风力发电中，当风力发电机与电网并联运行时，要求风电的频率与电网频率保持一致，即频率保持恒定。然而由于风速随时变化，为了最大限度地捕获风能，提高风力机的效率，要求发电机的速度可以在一定范围内变化。因此，在风力发电系统的控制方案中宜选取变速恒频发电方案。在风力发电系统中采用交流励磁发电机，通过控制电机转子励磁频率即可方便地实现电机转速的调节，从而可实现变速恒频发电运行，实现机组与电网之间的柔性连接从而大大缓解了机组轴系的机械应力并降低了系统成本。与 …… 此处隐藏：10628字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……