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双馈风力发电系统的建模、仿真与控制

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双馈风力发电系统的建模、仿真与控制
出版时间: 2017年版
丛编项: 电力电子新技术系列图书
内容简介
  本书主要介绍双馈感应电机风力发电系统的建模、仿真与控制技术。在介绍风力发电系统基本概念及其基本理论的基础上,系统地介绍了双馈感应电机风力发电机稳态数学模型及其运行、双馈感应电机的动态数学模型、背靠背功率变换器数学模型及其控制技术、双馈感应电机矢量控制技术以及基于MATLAB/SIMULINK仿真软件完成的双馈感应电机风力发电系统仿真。
目录
电力电子新技术系列图书序言
前言
本书涉及的常用符号表
第1 章 绪论 1
1. 1 风能开发与利用 1
1. 1. 1 能源危机问题 1
1. 1. 2 生态环境问题 1
1. 1. 3 风能开发与利用 2
1. 2 风力发电系统技术发展 6
1. 2. 1 恒速恒频风力发电系统 7
1. 2. 2 变速恒频风力发电系统 7
1. 3 双馈感应电机风力发电系统描述 12
1. 3. 1 双馈感应电机风力发电系统接入电网方式 12
1. 3. 2 双馈感应电机风力发电系统功率变换器技术 14
1. 3. 3 双馈感应电机技术 18
1. 3. 4 双馈感应电机风力发电系统典型拓扑结构及其优点 19
1. 3. 5 双馈感应电机风力发电系统控制技术 21
1. 4 本书内容概述 24
参考文献 26
第2 章 风力发电系统基本概念及其基础理论 30
2. 1 风力发电系统的基本概念 30
2. 1. 1 风力发电系统基本组成 30
2. 1. 2 风轮结构 32
2. 1. 3 风轮功率控制 32
2. 2 风力发电系统理论基础 34
2. 2. 1 风能 34
2. 2. 2 贝兹极限 35
2. 2. 3 风轮的特性系数 37
2. 2. 4 Cp λ 曲线 39
2. 2. 5 CT λ 曲线 40
2. 2. 6 风轮输出功率表达式 41
2. 2. 7 风轮输出转矩表达式 43

2. 3 变速风力发电系统功率控制分区 44
2. 4 变速风力发电系统转速控制分区 46
2. 4. 1 变速风力发电系统最小和最大转速控制 47
2. 4. 2 变速风力发电系统额定功率控制 48
2. 4. 3 变速风力发电系统最大风能跟踪控制 49
2. 5 小结 51
参考文献 52
第3 章 双馈感应电机稳态数学模型及其运行 53
3. 1 双馈感应电机的结构及其优点 53
3. 2 双馈感应电机基本概念 54
3. 2. 1 双馈感应电机的电磁力 54
3. 2. 2 转速差和转差率概念 55
3. 2. 3 双馈感应电机转子频率 56
3. 2. 4 双馈感应电机稳态等效电路 57
3. 2. 5 双馈感应电机稳态数学模型及其相量图 62
3. 3 双馈感应电机的稳态运行 66
3. 3. 1 双馈感应电机基本有功功率流动及其平衡关系 66
3. 3. 2 转子铜耗和转换功率的分解 67
3. 3. 3 双馈感应电机有功功率计算 70
3. 3. 4 双馈感应电机电磁转矩计算 72
3. 3. 5 双馈感应电机无功功率计算 73
3. 3. 6 双馈感应电机有功功率、电磁转矩和转速之间的近似关系 74
3. 3. 7 双馈感应电机四象限运行 75
3. 3. 8 双馈风力发电系统变速恒频运行 78
3. 3. 9 双馈感应电机稳态数学模型标幺值系统 79
3. 4 小结 82
参考文献 83
第4 章 双馈感应电机动态数学模型 84
4. 1 三相自然静止ABC/ abc 坐标系下双馈感应电机的数学模型 84
4. 2 两相正交坐标系下双馈感应电机数学模型 91
4. 2. 1 坐标变换 91
4. 2. 2 两相任意旋转dq0 坐标系下的双馈感应电机数学模型 93
4. 2. 3 静止αβ 坐标系下的双馈感应电机数学模型 100
4. 2. 4 同步旋转xy 坐标系下的双馈感应电机数学模型 102
4. 3 双馈感应电机在正交坐标系下的状态方程 104
4. 3. 1 任意旋转dq0 坐标系下双馈感应电机状态方程 104
4. 3. 2 两相静止αβ 坐标系下双馈感应电机状态方程 106
4. 3. 3 两相同步xy 坐标系下双馈感应电机状态方程 107

4. 4 双馈感应电机数学模型的空间矢量表征 108
4. 4. 1 空间矢量概念 108
4. 4. 2 三相自然静止坐标系下的双馈感应电机数学模型空间矢量表征 109
4. 4. 3 任意旋转两相dq 坐标系下双馈感应电机数学模型空间矢量表征 110
4. 5 标幺值系统及其转换 112
4. 6 双馈感应电机仿真模型实现 116
4. 7 小结 118
参考文献 118
第5 章 背靠背功率变换器数学模型及其控制技术 119
5. 1 交直交电压型功率变换器基本拓扑及工作原理 119
5. 2 网侧系统稳态运行 120
5. 3 背靠背功率变换器数学模型 123
5. 3. 1 网侧变换器数学模型 123
5. 3. 2 网侧滤波器数学模型 128
5. 3. 3 转子侧变换器数学模型 129
5. 3. 4 直流侧数学模型 130
5. 3. 5 背靠背功率变换器仿真模型实现 131
5. 4 功率变换器调制技术 133
5. 4. 1 正弦波脉宽调制技术 133
5. 4. 2 三次谐波注入的正弦波脉宽调制技术 136
5. 4. 3 空间矢量脉宽调制技术 140
5. 5 网侧变换器控制技术 152
5. 5. 1 网侧滤波器两相正交坐标系下数学模型 152
5. 5. 2 网侧变换器电网电压定向矢量控制技术(VOC) 154
5. 6 小结 165
参考文献 165
第6 章 双馈感应电机矢量控制技术 167
6. 1 矢量控制技术 167
6. 2

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