MATLAB实现的变速恒频双馈风力发电系统控制技术研究

"基于MATLAB的变速恒频双馈风力发电机组控制技术研究与实现" 这篇毕业论文深入探讨了基于MATLAB的变速恒频双馈风力发电机组控制技术，这是现代风能利用中的一个重要领域。变速恒频（Variable Speed Constant Frequency, VSCF）发电技术因其能有效提高风能利用率和发电效率而备受关注。双馈发电机（Double Fed Induction Generator, DFIG）是这类系统的典型代表，它允许在不同风速条件下改变转子的励磁电流，从而调整发电机的输出频率，确保电力系统的稳定接入。 在论文的第一部分，作者介绍了研究背景及意义，指出随着电力电子和自动化技术的进步，风力发电技术得到了显著发展。变速恒频技术使得风轮叶片可以随风速变化自由转动，结合变桨距控制，能够最大化风能捕获，提高了发电效率。同时，作者详细解析了双馈发电机的工作原理，包括风能捕获机制、交流励磁发电原理以及变速恒频运行的控制与建模方法。 在第二章，论文基于FAST（Fatigue, Aerodynamics, Structure, and Turbulence）软件建立了风力发电机组的仿真模型，为后续的控制技术研究提供了理论基础。FAST是一款广泛用于风力发电系统分析的工具，能够模拟风场、空气动力学、结构力学和湍流效应。 第三章中，作者分析了变速恒频双馈发电机的结构与运行设计，进行了需求分析，设计了LQR（Linear Quadratic Regulator）控制器和交流励磁变频电源控制策略，以优化双馈风力发电机组的性能。LQR控制器是一种广泛应用的最优控制策略，能够最小化系统性能指标，如能量损耗或振动。 最后，通过MATLAB/Simulink平台，论文实现了控制模块的构建和控制算法的验证。作者对提出的改进控制策略进行了仿真，对比了传统的PI（Proportional-Integral）控制策略，证明了新策略在减少风轮平面内不平衡载荷、扩大风速适应范围以及增强系统鲁棒性方面的优势。 这篇毕业论文对基于MATLAB的变速恒频双馈风力发电机组的控制技术进行了详尽的研究，提出了新的控制策略，并通过仿真验证了其有效性和创新性。这项工作对于提升风力发电系统的效率和稳定性具有重要的理论与实践价值。