基于FPGA的风电机组仿真实验研究

作     者：叶元谦 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：田涛

授予年度：2014年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：风力发电 风电机组 LabVIEW FPGA 变速恒频 实时仿真 

摘      要：随着科学技术的发展和工业规模的扩大,能源消耗飞速增长,环境能源问题日益严重,优化能源结构、发展清洁环保的可再生能源已迫在眉睫。风能是可再生的清洁能源,发展风力发电等可再生能源发电技术,有望从根本上解决我国能源和电力短缺问题。 仿真技术由于其可视化、快速化、成本低、通用性好等特点被广泛应用于风电技术研究当中。本文使用LabVIEW图形化编程技术开发FPGA应用,将风电机组仿真分为三部分：主控计算机、上位机和下位机。在主控计算机上采用叶素理论建模法搭建风轮模型、风电机组参数配置以及运行控制平台,然后下载至上位机PXI机箱中运行,在下位机LabVIEW FPGA模块中搭建交流励磁双馈电机模型,采用基于定子磁链定向下矢量控制的策略,对于FPGA的通讯模块进行合理的参数设置,实现上位机与下位机之间的数据通信。仿真运行结果由PXI机箱中实时控制器的以太网口传输给主控计算机,从而实现风电机组通信速率为lms的实时仿真,并观察在不同的风速下,风电机组的空载并网控制、额定风速以下的最大风能捕获控制以及超出额定风速后的恒功率控制运行情况,验证了机组在控制策略选择上的正确性、科学性。