畢業(yè)翻譯中文wan

1、風力發(fā)電-2MW風力雙饋異步電動機的研究設計簡介風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風很早就被人們利用-主要是通過風車來抽水、磨面等，而現(xiàn)在，人們感興趣的是如何利用風來發(fā)電風是一種潛力很大的新能源，十八世紀初，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風在數(shù)秒鐘內就發(fā)出了一千萬馬力(即750萬千瓦；一馬力等于075千瓦)的功率

2、!有人估計過，地球上可用來發(fā)電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內所提供能量的三分之一。因此，國內外都很重視利用風力來發(fā)電，開發(fā)新能源利用風力發(fā)電的嘗試，早在二十世紀初就已經(jīng)開始了。三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯(lián)和美國應用航空工業(yè)的旋翼技術，成功地研制了一些小型風力發(fā)電裝置。這種小型風力發(fā)電機，廣泛在多風的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用，它所獲得的電力成本比小型內燃機的發(fā)電成本低得多。不過，當時的發(fā)電量較低，大都在5千瓦以下。目前，據(jù)了解，國外已生產(chǎn)出15，40，45，100，225千瓦的風力發(fā)電機了。1978年1月，美國在新墨西

3、哥州的克萊頓鎮(zhèn)建成的200千瓦風力發(fā)電機，其葉片直徑為38米，發(fā)電量足夠60戶居民用電。而1978年初夏，在丹麥日德蘭半島西海岸投入運行的風力發(fā)電裝置，其發(fā)電量則達2000千瓦，風車高57米，所發(fā)電量的75%送入電網(wǎng)，其余供給附近的一所學校用。原理把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能，這就是風力發(fā)電。風力發(fā)電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度（微風的程度），便可以開始發(fā)電。 風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。風力發(fā)電所需要的裝置，稱作風

4、力發(fā)電機組。這種風力發(fā)電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發(fā)電機和鐵塔三部分。（大型風力發(fā)電站基本上沒有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才會擁有尾舵）風輪是把風的動能轉變?yōu)闄C械能的重要部件，它由兩只(或更多只)螺旋槳形的葉輪組成。當風吹向漿葉時，槳葉上產(chǎn)生氣動力驅動風輪轉動。槳葉的材料要求強度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它復合材料(如碳纖維)來制造。（現(xiàn)在還有一些垂直風輪，s型旋轉葉片等，其作用也與常規(guī)螺旋槳型葉片相同）。由于風輪的轉速比較低，而且風力的大小和方向經(jīng)常變化著，這又使轉速不穩(wěn)定；所以，在帶動發(fā)電機之前，還必須附加一個把轉速提高到發(fā)電機額定轉速的齒輪變速箱，再加一個調速機構使轉速

5、保持穩(wěn)定，然后再聯(lián)接到發(fā)電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率，還需在風輪的后面裝一個類似風向標的尾舵。鐵塔是支承風輪、尾舵和發(fā)電機的構架。它一般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風力，又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況，以及風輪的直徑大小而定，一般在6-20米范圍內。發(fā)電機的作用，是把由風輪得到的恒定轉速，通過升速傳遞給發(fā)電機構均勻運轉，因而把機械能轉變?yōu)殡娔?。一般說來，三級風就有利用的價值。但從經(jīng)濟合理的角度出發(fā)，風速大于每秒4米才適宜于發(fā)電。據(jù)測定，一臺55千瓦的風力發(fā)電機組，當風速為每秒9.5米時，機組的輸出功率為55千瓦；當風速每秒8米時，功率為38

6、千瓦；風速每秒6米時，只有16千瓦；而風速每秒5米時，僅為9.5千瓦?？梢婏L力愈大，經(jīng)濟效益也愈大。雙饋型感應發(fā)電機隨著電力電子技術的發(fā)展，雙饋型感應發(fā)電機（Double-Fed Induction Generator）在風能發(fā)電中的應用越來越廣。這種技術不過分依賴于蓄電池的容量，而是從勵磁系統(tǒng)入手，對勵磁電流加以適當?shù)目刂?，從而達到輸出一個恒頻電能的目的。雙饋感應發(fā)電機在結構上類似于異步發(fā)電機，但在勵磁上雙饋發(fā)電機采用交流勵磁。我們知道一個脈振磁勢可以分解為兩個方向相反的旋轉磁勢，而三相繞組的適當安排可以使其中一個磁勢的效果消去，這樣一來就得到一個在空間旋轉的磁勢，這就相當于同步發(fā)電機中帶有

7、直流勵磁的轉子。雙饋發(fā)電機的優(yōu)勢就在于，交流勵磁的頻率是可調的，這就是說旋轉勵磁磁動勢的頻率可調。這樣當原動機的轉速不定時，適當調節(jié)勵磁電流的頻率，就可以滿足輸出恒頻電能的目的。由于電力電子元器件的容量越來越大，所以雙饋發(fā)電機組的勵磁系統(tǒng)調節(jié)能力也越來越強，這使得雙饋機的單機容量得以提高。雖然，部分理論還在完善當中，但是雙饋反應發(fā)電機的廣泛應用這一趨勢將越來越明顯。摘要一個設計為一個2 MW風力發(fā)電機的商業(yè),驗證了兩種連接方式為標準雙饋異步機可延長低速下范圍到80%滑動沒有增加的額定功率電子變換器。這遠遠超出了正常的30%的下限。較低的速度連接被稱作異步發(fā)電機模式和機器操作與短路定子繞組和所有

8、的功率流在轉子回路。有兩個回路逆變器控制系統(tǒng)方案設計和調整為每一個模式。本文的目的是當前仿真結果,說明了該控制器的動態(tài)性能均為雙饋異步發(fā)電機的連接方法為2 MW風力渦輪機。一個簡單的分析了雙轉子電壓為連接方法包括作為這個演示的優(yōu)勢的時候,需要考慮設計等先進控制策略。關鍵詞:雙饋電機、異步發(fā)電機、風力發(fā)電設備列出的重要標志vrdq 直接和正交轉子電壓irdq 直接和正交轉子電流sdq 直接和正交定子磁鏈Ps 定子有功功率Qs 定子無功功率pfs 定子動力因素Te 扭矩p 微分算子Lm 電抗引入Rr 轉子電阻Lr 轉子電抗引入 總漏電感sf 頻率s 定子簡稱s 轉子簡稱* 參考值1、介紹興趣是持續(xù)

9、風力渦輪機,尤其是那些擁有一個額定功率的許多兆瓦這個流行主要由既環(huán)保,也可用的化石燃料。立法鼓勵減少碳足跡的所謂的地方,所以目前正在感興趣的可再生能源。風力渦輪機仍然被看作是一種建立完善的技術,已形成從定速風力渦輪機,現(xiàn)在流行的調速技術基于雙饋異步發(fā)電機(DFIGs)。風力是一DFIG變速與轉子變頻器控制使轉子電壓相位和大小調整以保持最佳扭矩和必要的定子功率因數(shù)文13。DFIG技術是目前發(fā)達,是常用的風力渦輪機。定子的DFIG是直接連接到網(wǎng)格與電力電子轉子變換器之間,用以轉子繞組的網(wǎng)格。這個變量速度范圍是成正比的評級的轉子等通過變頻器調速范圍±30%4、5、6、7轉子轉換器只需要的D

10、FIG總量的30%的力量而使全面控制完整的發(fā)電機輸出功率。這可能導致顯著的成本節(jié)省了轉子轉換器4?；瑒迎h(huán)連接,但必須保持轉子繞組,性能安全可靠。電源發(fā)電機速度特性,如圖1所示為2 MWwind汽輪機。對于一個商業(yè)發(fā)電機速度隨風速,然而這種關系是為某一特定地點。作為風速,并因此機速度快、輸出功率下降了的風力發(fā)電機減少直至關閉時提取風是比損失的發(fā)電機和液力變矩器。操作模式已經(jīng)提出,風力機制造商宣稱延伸速度范圍以便在較低的速度力量提取的風是比損失在系統(tǒng)等系統(tǒng)能保持聯(lián)系。這個建議標準的雙(DF)連接在正常使用調速范圍所謂DF異步發(fā)電機(“模式是用來延長低速運行。先前的工作已經(jīng)顯示了IG模式能夠運作的D

11、FIG滑到80%8。這一變化在運行時實現(xiàn)定子從電網(wǎng)DF模式,然后短巡回定子使國際組操作。所有的發(fā)電機組轉子變頻器在流經(jīng)IG模式。免疫球蛋白曲線相同的曲線為±30% DF滑動。估計國際組電力提取的風在低速下所獲得的曲線,推斷DF模式。參考扭矩由控制器(DF和IG模式),就可以很容易地來源于這樣的曲線。扭矩-速度數(shù)據(jù)可以存儲在一個查表所以參考轉矩和轉速變化自動。這個能力的現(xiàn)代DF風力渦輪機不同的無功功率吸收或產(chǎn)生6、第九條、第十條讓風渦輪參與無功功率平衡的格子里。無功功率在電網(wǎng)的連接中描述的工作,由英國,連接條件小節(jié)CC.11從國家電網(wǎng)。無功要求風電場的定義是由圖2。MVAr點相當于功率

12、因數(shù)為0.95領先于額定兆瓦MVAr B點相當于功率因數(shù)為0.95滯后于額定兆瓦C - MVAr 5點的額定兆瓦D點- MVAr 5%額定兆瓦E - MVAr 12點的額定兆瓦摘要本文旨在探討控制器性能和IG模式為DF 2MW 690V,4-pole,DFIG使用機器參數(shù)由制造商。這是進一步研究建立在先前的穩(wěn)態(tài)性能進行了兩種操作的損耗,以及國際組模式8。在8探討了穩(wěn)態(tài)效率為雙方關系。工作說明的穩(wěn)態(tài)性能都有好處,這臺機器運行一個連接方法相對于其他。摘要本文檢視(即瞬態(tài)性能)的2千瓦風力渦輪。結果全部動態(tài)控制器(電流調節(jié)、解耦控制方程和矢量控制方式,在DF)的方式顯示指定。配置程序做了詳細的分析,

13、形成了轉子的電壓在整個操作范圍內DFIG模式,給出了這種能夠主宰成分浮出水面。這是特別重要的先進控制方案設計時充分概論的工作范圍內,能被確認。仿真模型,它已經(jīng)被證實對7.5kW實驗室鉆機12,是應用于現(xiàn)實的2千瓦風力使結論是關于擬議中的使用IG模式在真實的風力渦輪。2、連接方法雙饋異步電機通常連接如圖3。GSI網(wǎng)格側逆變器(保持)是一個固定的直流環(huán)節(jié)電壓與給定的功率因數(shù)的網(wǎng)格(在我們的情況下,團結)。轉子側逆變器(勞損)的控制,從而使最大能量提取的動能的風而使定子功率因數(shù)控制范圍內統(tǒng)一要求,盡管網(wǎng)格的功率因數(shù)往往是可取的。另一種連接方式為雙饋電機如圖4,這叫了異步發(fā)電機(指定)連接。定子是脫離

14、電網(wǎng)和短路。轉子回路圖3。從不變。GSI一樣的控制方式。DF)目的是為了控制勞損定子磁鏈在吸收最大功率的動能,風能。3、控制器性能閉環(huán)控制方式都和IG模式DF討論的前期準備工作12但只有一個7.5億千瓦實驗室試驗平臺。2千瓦動力學系統(tǒng)會有所不同,本文討論了。動態(tài)控制器的性能和IG模式為DF中顯示的是這段2 MW風力渦輪機。3.1DFIG模式(T和Q控制)參考價值的扭矩模式控制器DF(見圖1)和定子無功使網(wǎng)格代碼要求達到11,圖2。摘要研究了兩種速度,使部分的控制性能表現(xiàn)出兩上方和下方的標稱功率的20%限制電網(wǎng)的規(guī)范要求。一個命名可以達到3億千瓦,約1150轉(小于標稱功率的20%)一個額定功率

15、是達到125千瓦1550轉(超過20%的額定功率)。參考和實際的扭矩、網(wǎng)球、定子無功功率,Qs,都顯示,兩者的速度在圖5。參考扭矩,越富有,因為這兩者都是具體的名義轉矩速度對于一個給定的速度計算出圖1;2672海里為1150轉速和7701海里的1550轉速。200海里的速度在雙方的動態(tài)響應,說明了一步,改變扭矩。參考定子無功功率,Qs *,螺桿轉速變化之間的1150年所指定的范圍柵格規(guī)程的要求;最初5%的生成與更進了一步,在t = + 5%的3.5s產(chǎn)生電力。在1550轉定子動力因素、pfs *,最初0.95并逐步改變在t = 3s團結pfs和最后一步,在t = 0.95滯后4s pfs)。矢

16、量控制回路的調整為一個時間常數(shù)的0.9s 0.1秒,為特和Qs循環(huán)。矢量控制的設計是為了有一個較慢的帶寬比當前的規(guī)定。實際轉子電流直接、irds、正交、irqs、部件對應figure6圖5中顯示。這個步驟的影響是明顯的變化對Te * irqs(上標s指出變量是指在定子)。這個irqs *元件包含小瞬態(tài)響應1550 rpm在t =三分球和t = 4s是由于步改變Qs價值。這個步驟改變Qs *,如圖5,導致快速變化的irds *,圖6,如有初步的誤差和實際Qs作為參考一會兒,管理作為回應?，F(xiàn)行規(guī)定,確保帶寬防止控制器對這樣的流動而不斷地獲得適當?shù)姆磻俣冗@個方程為基礎的調諧用來控制器的設計出相似的

17、比例和積分所得的值為現(xiàn)行規(guī)定直接和正交循環(huán)的Holdsworth魏厚10。3.2 IG模式(T和流量控制)參考價值的IG模式控制器是定子磁鏈和轉矩。摘要研究了兩種條件下2千瓦發(fā)電在IG模式中,啟動和扭矩步反應,以400轉(最低IG模式速度12)和1420轉(所產(chǎn)生的力量以這樣的速度與轉子上游的額定功率轉換器,600億千瓦)。參考和實際的扭矩、網(wǎng)球、定子磁鏈,sr(上標' r”表明變量是指兩個方面對轉子)的速度如圖1。穩(wěn)態(tài)Te標稱值處理的速度、320海里為400轉速和4081海里,源自公元1420年轉圖1。一個啟動順序必須建立在額定sr機器,對于一個給定的速度,通過一段斜坡,圖1,機器可

18、以產(chǎn)生電力。一旦該控制器參考sr已建立了機械,特*增加通過控制的名義價值斜坡給定的速度,然后一階躍響應50海里在400轉速與200海里時轉速適用。公元1420年,該控制器控制機器來跟蹤Te *果然,參看圖1。矢量控制回路的確定值的參考轉子電流如圖8。最初的成分迅速上升到建立sr,大約三倍公稱穩(wěn)態(tài)值對于一個給定的負荷點。當前在額定的限制。最初的解碼器能夠顯著降低,如果一個較慢的反應sr實現(xiàn)。這個硬中斷請求優(yōu)先級別組成,是由扭矩環(huán)使渴望權力產(chǎn)生。最初有輕微的誤差影響高解碼器的交叉耦合正交循環(huán)系統(tǒng)的條款。一旦名義sr于機器直接和正交環(huán)路的解耦。又一特步引起短暫飆升的硬中斷請求優(yōu)先級別*雖然被調諧到這

19、個變化是慢于參考價值。4、轉子的電壓元件雙方的性能和IG模式DF已經(jīng)在上一節(jié)。兩者都是基于內部控制電流環(huán)和外部控制回路為轉矩和定子無功功率損耗的案例和轉矩和定子磁鏈的IG。再加上解耦方程的PI控制器的影響,降低產(chǎn)量之間的交叉耦合循環(huán)。最后一部分工作的研究做出貢獻的穩(wěn)態(tài)組件的轉子電壓,全部在方程式(1和2),2千瓦機器來評估的重要性,在不同的速度方程式解耦。轉子電壓、工具、轉子電流、國稅局,居于萬物的工具和組件由方程式(1和2)進行了DF轉速范圍內(1000年到1950年轉矩確定)的正常從圖表1),和定子動力因素、pfs、范圍的0.9落后領先到0.9%。只有pfs被視為GSI可能保持團結酚醛風輪

20、變頻器連接到網(wǎng)格的獨立的勞損。圖9所示的是變化的速度和vrdqs定子無功功率范圍的調查。vrds組件的主導的穩(wěn)態(tài)的sfirqs的壓降和sq后被忽略的是零組件選擇參考幀。這可以比較圖9和數(shù)字。在一個2千瓦的vrqs機床主導下的sf(Lm / Ls)sd期限為低的總泄漏,降低電感、irds交叉耦合效應的術語和s取向的sq構件框架設置為零。在vrqs變化在恒定的速度(并因此轉矩)是由于從irds交叉耦合的定子無功功率調節(jié),Qs,因此pfs這個工具vrqs統(tǒng)治級的組件和對稱1500rpm;thesynchronous速度4-pole機。這是經(jīng)公園等13。 在穩(wěn)態(tài)變化直接,irds、正交、irqs、轉子

21、電流部件對速度和Qs如圖10。irds元件的功率因數(shù)、調節(jié)定子無,通過控制Qs和太少s組件調節(jié)。irds確定的價值的比例提供發(fā)電機無功功率的定子和轉子回路。irds增加越來越積極的比例從轉子回路Q同時減少了問從出口到Q的靜定。越來越消極irds增加問從,減少了定子電路的轉子的一面,直到Q是由轉子出口。Qs隨維持理想Te,因此irds組件無會持續(xù)pfs在更高的速度。大致上是恒定的irqs元件恒速恒轉矩的力量,積極為產(chǎn)生的定位框架和直接和正交軸排成一線國稅局的大小是為所有的額定內部條件圖10。其余的這部分說明了轉子的電壓,vrdqs、穩(wěn)態(tài)部件從方程式(1和2)。這個Rrsirds術語及術語vrds Rrsirqs vrqs僅僅是irdqs,如圖10,攀登通過后,所以不顯示。 jsfirdqs的交叉耦合條件vrdqs如圖11所示， jsfirdqs有助于vrds和sfirds從 vrqs。sfirds由組成隨既速度和定子無功功率為定子無功成正比,與轉矩對于一個給定的定子動力因素。sfirds隨著年齡的增長而增長速度的組件負載力矩增加如圖1。sfirqs組件是主導學期在vrds組成eqn(1),在不同步性的速度。在極性的結果sf定義和大小的扭矩。irdqs大小是由頻率升高而升高，sf與總漏電感。圖12表明vrdqs由j(Lm/Ls)和sf和sdq組成，(Lm/Ls)sfsq有助于vrd