毕业论文（设计）写作要求及范文参考

毕业论文 设计 写作要求及范文参考毕业论文 设计 写作要求及范文参考 山东大学继续教育学院毕业论文 设计 写作要求成人学生的毕业 论文写作不仅是对本科学习阶段的检验和总结 更是对学生运用所 学知识 在分析 解决实际问题的过程和能力方面的一次综合性训 练 对提升学生个人工作研究能力具有重要作用 因此 要求学生务必重视毕业论文的写作 以严谨的态度 严格按 照学院的要求完成毕业论文写作任务 一 写作要求1 本要求为论文写作基本要求 平台论文题目说明中 有具体要求的 学生须按照题目说明中的要求进行写作 2 毕业论文应独立完成 不得弄虚作假 编造 抄袭 雷同论文也 属于抄袭 一经发现 直接给予不通过 2 论文正文字数原则上不少于4000字 3 写作内容与所学专业相关 学生可运用所学专业知识去解释 解 决社会现实生活或本人实际工作中的问题 或对有一定价值的理论 问题进行探讨研究 4 论文的写作是从发现问题 提出问题到分析问题 解决问题的一 个完整过程 要有自己的观点和分析 有相应材料支撑 5 论文应逻辑清晰 结构严谨 文字流畅 避免过分的夸张和修饰 文学性语言和过于直白的市井语言 6 论文中所用引文 数据 必须注明出处 按顺序编号列在参考文 献中 7 毕业论文分选题 开题 写作三个环节 各环节有时间和提交次 数的限制 学生须认真按照指导教师的要求进行修改完善 并在规 定时间 规定次数内完成论文各个环节 因个人原因导致未能及时 完成论文或论文不合格的 后果自负 建议各个环节尽早提交 以保证教师的审核时间 并能够预留足够 的时间进行修改 8 提交全文查重报告 1 学生提交论文的同时 提供基于平台论文检测模块全部全文比 对库检测的全文查重报告 文献相似度不得高于40 高于40 学生 不得提交 否则不予通过 2 论文查重报告仅作为教师审核参考 如果学生提供的查重报告 文献相似度低于40 但教师认定抄袭的 仍判定为不通过 平台提供3次查重机会 请谨慎使用 9 论文按以下内容顺序排版 具体格式要求参考论文写作模板 1 封面含论文题目 要简洁 明确 有概括性 字数不宜超过20 个字 2 摘要概述研究的背景 问题 内容 方法 结论 意义 300 字左右 3 目录 4 正文包括引论 本论 结论三部分 引论是论文的开头 提出问题 表明观点 本论是全文的主体 分 析问题 论证观点 结论是论文的结尾 总结全文 加深题意 5 参考文献 6 谢辞简述写作体会 并对指导教师和协助完成论文的有关人员 表示谢意 二 写作建议1 选题要聚焦 题目不要过大 以免内容太宽泛或难 以完成 2 选择自己了解 并且能够找到足够多参考资料的题目 可以通过 文献检索确认资料搜集的难易程度 3 开题报告非常重要 尽量清晰地说明论文写作的整体思路和框架 以便教师给出明确的指导意见 防止在写作阶段推翻重做 4 在资料搜集过程中 以索引的形式做好资料的保存和分类 以免 花费大量时间重复查找 5 在开题 写作阶段 可通过平台与教师多进行沟通 减少无效提 交的次数 三 成绩评定1 毕业论文的成绩按百分制评定 2 查重率高于40 不予通过 3 查重率不高于40 按以下标准评分 此评分标准仅适用于未被判 定为抄袭的学生 类别分值评分细则查重率10分查重率以0为起点 每增加4 扣1分 格式规范性30分a 论文含有中文摘要 关键词 目录 正文 参考 文献 谢辞等 正文包括引论 本论 结论三部分 b 论文各部分 格式规范 c 正文字数不少于4000字 根据学生的写作情况 不符 合要求的酌情扣分 学术水平与应用价值60分a 能够联系实际 有自己的见解 有一定 的理论或实际参考价值 b 中心明确 论据充分 c 结构严谨 文 字流畅 使用专业语言 根据学生的写作情况 不符合要求的酌情扣分 四 优秀毕业论文范文11开题报告格式正确 进度及思路清晰山东 大学继续教育学院本科毕业论文 设计 开题报告论文 设计 题 目电梯C PLC控制系统设计姓名学号年级专业学习中心指导教师填表日期山东 大学继续教育学院 一 选题背景与意义 为什么选这个题目 本选题的理论或应用价 值是什么 随着城市建设的不断发展 楼群建筑不断增多 电梯 在当今社会的生活中有着广泛的应用 电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不 可分 实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的 而呼 叫是随机的 电梯实际上是一个人机交互式的控制系统 单纯用顺 序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的 因此 大部分电梯控制 系统都采用随机逻辑方式控制 传统的电梯运行逻辑控制系统采用继电器逻辑控制线路 这种控制线路 存在易出故障 维护不便 运行寿命较短 占用空 间大等缺点 从技术上发展来看 这种系统将逐渐被淘汰 如何解决电梯的可靠性 维护方便等问题已成为全社会关注的焦点 和大众的迫切心声 目前 由可编程序控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统 正 以很快的速度发展着 采用PLC控制的电梯可靠性高 维护方便 开发周期短 这种电梯运 行更加可靠 并具有很大的灵活性 可以完成更为复杂的控制任务 已成为电梯控制的发展方向 其许多功能是传统的继电器控制系 统无法实现 可编程控制 ProgrammableController 系统是专门为在工业环境 下应用而设计的数字运算操作电子系统 它采用一种可编程的存储器 在其内部存储执行逻辑运算 顺序控 制 定时 计数和算术运算等操作的指令 通过数字式或模拟式的 输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程 通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能 而且最 主要的是可编程控制器的 可编程 功能 使得当改变电梯的控制 功能时 只要更改程序即可 而不需要像继电器控制系统那样改变 硬件和接线 二 研究内容 本选题主要研究内容与研究框架 本设计的是一个 三层的客用电梯 单层高度为3 1m 整体高度为12 7m 其基本任务是根据不同楼层客户需求 及时响应 实现自动平层 开关门 超重提示 实现上下限位 门层联锁保护等 并根据不同 的需求实现合理的响应 在整个运行过程中 检测状态参数以及各种反馈信号等 确保电梯 安全稳定运行 在故障情况下 制定相应的安全策略 具体设计要求如下 1 轿内指令的登记与清除 2 轿外召唤的登记与清除 3 自动开关门 电梯到达预定层并停靠后应自动将门打开 电梯未平层后运行时 开门按钮和关门按钮均不起作用 有专职司机状态下 按下关门按钮 关门后自动运行 无专职司机 状态下 延时后自动运行 4 楼层指示 电梯运行层显示为数字显示 5 自动选向电梯应根据所处楼层和轿内指令确定的目的楼层 无 司机状态还应包括召唤信号确定的目的楼层 自动的选择运行方向 实现顺向截车和最远层站的反向截车 6 自动运行 运行过程中的加速 减速等速度变化应该自动进行 换层 平 4 2018 4 10 2018 4 20撰写说明书 打印初稿 5 2018 4 20 2018 5 2定稿 准备答辩课件 预期结果 1 完成开题报告的书写 五千字左右的论文综述和两千单词以上的 外文翻译 2 所设计的心型台灯模具结构合理 选择的材料和工艺能满足要求 3 完成两万字左右的论文撰写 四 主要参考文献 1 台方 可编程控制器应用教程 M 北京中国水 利水电出版社 xx 9 2 武锋 可编程控制器PLC的基本原理及应用 J 电子世界 xx 11 3 张福恩等 交流调速电梯原理 设计及安装维修 M 北京 机械工业出版社 1991 4 唐勇奇 赵葵银 电梯变频调速PLC控制的 设计与实现 J 电机电器技术 2000 5 张凤池 现代工厂电气控制 M 北京机械工业出版社 2000 6 刘载文 彭莉萍 张远峰 电梯实 时远程计算机监控网络与故障诊断专家系统 J 电气传动 1998 7 王永华 现代电气控制及可编程控制技术 M 北京航空航天出版社 xx 8 李世基 微机与可编程控制器 M 北京机械工业出版社 1994 9 郭肖永 浅谈PLC安全性 J 化工自动化及仪表 1998 10 张万忠 电器与PLC控制技术 M 北京化学工业出版社 xx 11 李方园 PLC工 业应用实践 M 中国电力出版社 xx 12 58 12 西门子 中国 有限公司 SIMATICS 200可编程序控制器系统西门子手册 指导教师意见指导教师 签名 年月日范文22该论文通过查阅有关直驱型风力发电系统的相关资 料 运用自身所学知识对课题进行较为深入的分析和研究 论文格式正确 结构科学 条理清晰 图表排版正确 图名编号完 备 符合所要求的标准和规范 本文在现有文献的基础之上 以直驱型永磁同步风力发电系统为研 究对象 主要针对其低压穿越运行能力和控制方法问题展开了理论 分析与仿真研究 首先 介绍了风力发电近几年的发展现状和发展趋势 分析了低压 穿越控制实现的基本思路 提出了一种新的低压穿越控制策略 并 做了详细阐述 对传统控制方案和改进方案进行了仿真验证和比较 从而可知改进 的控制策略能够更好地稳定控制直流侧电压 保证系统的安全运行 实现系统的低压穿越 仿真结果可以得出 给出的控制策略可以更好为系统低压穿越能力 提供可靠保证 为实际的控制系统设计提供了一定的参考作用 本设计的目的在于了解风力发电的特点及研究现状 掌握低压穿越 技术原理与相关概念 针对电压跌落后电力系统的暂态过程进行相 关研究 建立相应的拓扑模型和仿真模型 进行仿真分析 提出有 效的提高风力发电机组提高低压穿越能力的方法 关键词直驱型风力发电系统 永磁同步发电机 低压穿越控制 1 绪论1 1课题背景及研究的目的和意义随着时代的发展 世界能 源的消耗十分严重 石油 天然气等不可再生资源的消耗十分快速 生态环境的破坏日益严重 人们对新能源的需求十分迫切 风能具有可再生性 无污染等特点 备受人们的关注 开发利用风能已经是众望所归 中国的能源消费十分巨大 且环境污染较为严重 急需开发新的清 洁的 可再生能源 早在二十一世纪初期 中国就相继颁布了一系列法令 支持风力发 电的发展 开发利用可再生能源 是建设资源节约型社会 实现可持续发展 保护生态环境的必由之路 同时也是促进经济发展 经济转型 增 加社会就业岗位的良好选择 近几年来 中国和国际社会都致力于减少温室气体的排放和保护环 境 同时还大力促进可再生能源的应用 中国的风力资源十分丰富 开发利用风能 不仅可以促进我国风力 发电产业的发展 还能促进我国能源结构的调整 减少温室气体的 排放 从而改善生态环境 对建设资源节约型社会具有重要意义 中国风能资源的开发利用处在世界领先水平 但风力发电设备却出现了产能过剩现象 究其原因是风力发电系统并网控制运行环节出现了问题 改善和提高风力发电系统并网技术控制环节 保证电网的正常供电 是当前风力发电研究的一个重点和难点问题 1 2国内外直驱型风力发电系统研究现状近几年来 直驱型风力发电系统的发展十分迅速 它利用风力机直接驱动永磁 同步发电机 将发电机输出的电能经过变换电路后与电网并网运行 省去了高速齿轮箱这一部件 这样可以提高系统的效率 降低系统 噪音 减少系统故障 提高系统使用寿命和减少维修成本 1 国外对直驱型风力发电机的研究始于二十世纪九十年代 在1992年 德国ENERCON公司就已经开展了直驱型风力发电系统的研 究工作 时隔五年 该公司就生产出了E X等系列型号直驱型风力发电系统 并受到其他开发商的广泛关注 随着时间的发展 直驱型风力发电系统越来越受到人们的青睐 我国的中小型风力发电系统很多都是采用直驱型风力发电系统 我国是世界上生产 应用直驱型风力发电系统最多的国家 直驱型风力发电系统制造技术也是处于世界领先地位 同时我国还 拥有全世界最多的大型并网直驱型风力发电系统生产企业 目前 双馈式风力发电系统虽然应用广泛 但是直驱型风力发电系 统越来越受到人们的关注 1 3国内外低压穿越研究现状随着科技发展 人们对电能质量的要求 也越来越高 当前电网电压跌落故会影响用电安全 同时对其进行的故障诊断和 运行控制能力分析已经成为当前研究的重点问题 很多学者对此进行了大量的研究和分析工作 2 风力发电系统一般位于比较遥远偏僻的地方 通常情况下连接在公 共电网支路的末端 与电网连接需要借助于长距离的架线才能实现 所以很容易受到线路故障的影响 即便是电力系统中的故障发生点距离风机较远 也会对电网造成短 时间的扰动 这种故障现象叫做电压跌落 一般这种情况发生时会导致风机被迫停机离网 特别是在电网电压 出现瞬间跌落故障时 交流侧电流会出现短时间的过流 对于一个风力发电所占比例较大的电网来说 这种情况是不允许出 现的 因此这会对电网的稳定性和可靠性构成严重的威胁 2 低压穿越技术原理与相关概念2 1变速风力发电系统的工作原理 自然界的风以一定的速度和攻尖角作用在风力机的桨叶上 使得桨 叶在风力的作用下做旋转运动 也即产生旋转力矩而转动 实现了 从风能到机械能的转换 通过风力机与发电机之间的轴系装置带动发电机的旋转运动 使其 发出随着风速的变化 幅值和频率也都在变化的交流电 从而完成 了机械能到电能的转换过程 由风力发电系统发出的交流电在并入电网之前 还需要经过功率变 换装置将幅值和频率不断变化的交流电变换成与电网电压保持同相 位同频率的交流电 然后才可以通过升压变压器接入公共电网 相对于恒速恒频风力发电系统而言 由于风力发电系统输出电能的 是电压相位和频率固定不变的 只是输出电流大小有变化的交流电 所以仅需要简单的变流电路和施加相应的简单控制措施就可以实 现并网运行 3 2 2提高直驱型风力发电系统的低压穿越运行能力的措施一般采取的 主要措施分为三类其一 也是最简单的办法 就是选择耐压值和过 流能力比较强的电力电子元件 但是这种办法会增加不必要的整个 机组系统成本 可行性比较差 其二是通过在直流侧增加过压保护 电路 也即Crowbar电路 在故障期间由Crowbar电路吸收多余的能 量 借助与网侧PWM变换器的配合 保持直流侧电压的安全稳定和功 率平衡 实现了直驱型风力发电系统可以继续安全的并网运行 比 较多的实际应用已经证明该方法可以起到提高低电压穿越运行的能 力 再一种就是改进风力发电机系统的控制策略 通过对直驱型风 力发电系统控制策略的改进 以实现提高低电压穿越运行能力的目 的 这也是目前风力发电并网领域的研究热点之一 4 2 3直驱型风力发电系统简介在直驱型风力发电系统中 由于风力机 与发电机转子直接耦合 所以发电机定子端输出的电压幅值和频率 都是跟随者风速变化而变化的 其基本结构图如下2 2所示 永磁同步发电机不与电网直接相连 而是通过全功率变换器连接到 电网 因为风力发电机组与电网之间通过全功率变换器实现了隔离 与双馈式风力发电系统相比 直驱型风力发电系统在非工况运行 是表现出了更大的优势 同时直驱型风力发电系统还具备灵活的无 功功率控制能力 5 要实现并网运行 必须保证系统输出端电压的幅值 频率 相位等 参数与电网保持一致 图2 1直驱型风力发电系统基本结构当电网发生跌落故障时 风力发电系 统必须保持与电网的连接 只有当跌落故障严重时才允许离网 所 以风力发电系统必须具有较强的低电压穿越能力 直驱型风力发电系统由于是通过功率变换装置与电网隔离 在电压 跌落故障发生时 可以通过对功率变换装置采取相应的控制策略 实现系统的运行基本不受电网跌落故障的影响 并且可以在故障消 除后 快速的恢复正常工作状态 6 因此可以说 直驱型风力发电系统相对于传统双馈式风力发电系统 来讲 具有较强的低电压穿越能力 3 系统控制策略分析13 1网侧PWM变换器控制策略3 1 1电压定向 矢量控制策略电压定向矢量控制的控制结构 通常为电流内环 电 压外环 这样有利于电流控制内环在静止坐标下的设计 并能取得更高的控 制精度和响应速度 在同步旋转坐标系下 重新设计电流控制内环 用直流量代替交流 分量作为控制对象 这样便于闭环控制器的设计 同时也是当前广 泛应用的传统的控制策略 同步旋转坐标系下的三相电压源型PWM变换器的电流方程为图3 1在 坐标系和d q坐标系下的网侧电压电流矢量图由图3 1和公式可知当系统处于稳态时 i d i q都是直流分量 其微积分项的结果都会是零 因此当系统处于稳态 时 其控制方程为由公式3 2可知 系统的前馈分量e d可以有效抑制网侧电压波动所产生的扰动 Li d和 Li q实现了无功电流和有功电流的独立解耦控制 3 1 3 2 图3 2表示的是在同步旋转坐标系下 三相电压源型PWM变换器的电压定 向控制 图3 2同步旋转坐标系下的电压定向矢量控制框图设电压控制外环的比例 系数为k pu 其积分系数设为k iu 同时电流内环的比例系数设为k pi 其积分系数设为k ii 则得到系统控制的公式3 3 在式中 为取得阶跃响应的最佳效果 通过 一阶最佳 原则确 定k pi和k ii 为保证良好的调节性能和系统稳定 则通过 模最佳 原则确定k pu和k iu 3 3 3 1 2直接功率控制策略直接功率控制实现了网侧有功功率和无 功功率的解耦控制 具有优异的动态响应性能 由于有功功率和无功功率的计算可以在静止坐标系下完成 所以简 化了坐标变换过程 并且脉冲输出可以由开关表确定 可以省去脉 宽调制算法 进一步简化计算 图3 3直接功率解耦控制框图根据瞬时无功功率的理论可以得到 有功功 率P和无功功率Q在三相静止坐标系以及两静止坐标系下的表达公式 如下所示 3 4 3 1 3网侧PWM变换器控制策略优缺点在上述分析中 我们可以看 到两种控制策略在动态和稳态性能上都存在各自特征 并且其算法 的复杂程度也存在很大的差异性 在这里 我们把两种控制策略进行比较电压定向矢量控制的优点在 于通过坐标变换调节有功电流和无功电流 从而实现了二者的解耦 控制 基于同步旋转坐标系的控制系统设计具有良好的静态性能 但它也存在很明显的缺点 那就是在控制过程中需要进行复杂的坐 标变换和解耦算法 其闭环设计是最关键的 参数设置也十分复杂 网侧电压畸变会对 坐标定向产生影响 直接功率控制具有对有功功率和无功功率进行直接控制的优点 以 及动态响应快的特点 缺点是瞬时值控制需要更高的采样率和芯片 运行速度 网侧电压畸变很容易对有功功率和无功功率的计算产生 影响 3 1 4改进的双闭环解耦控制策略在分析系统暂态和稳态特性的基础 上 基于上述两种控制策略 现提出一种改进控制策略 如图3 4所示 图3 4改进的双闭环解耦控制框图新控制策略的主要有二个优点一是直流 侧电压和有功回路的控制 取消了传统的控制策略 通过对电网侧 有功功率的去耦控制实现直流侧电压稳定 有效给定的电流参考值 由系统直流侧前级不可控整流电路的有功功率输出控制 保证了系 统在正常运行时的最大有效效率传递效率 以及闭环前级Boost升压 电路使用系统的直流侧电压控制来稳定直流侧电压 从而达到了直 流侧电压和电网侧PWM变换器的分离控制的目的 减少电网侧电压故 障对直流侧电压的影响 使得直流侧电压更加稳定 二是在控制无功功率和无功电流环路方面 无功功率电流环的参考值不再通过电网侧功率计算取得 而是通过 网格侧电压幅度的实时跟踪获得无功电流的参考值 可以方便直接 检测电压降深度 使得系统反应更迅速 控制更精确 3 2低压穿越控制要求在电网产生电压降故障时 PWM转换器往往会 加大输出电流稳定输出功率 一旦超过电流调节上限 就会使得输 入输出功率失衡 风力发电机捕获的风能没有出现明显变化 直接驱动风力发电系统 产生的电力不能完全发送 并储存在直流电容中 这会引起直流母 线的电压迅速上升 过大的电压电流会损坏直流母线和转换器设备 如果在不合适的情 况下采取有限的措施 很可能会使得系统崩溃 7 根据电网电压跌落故障对直驱型风力发电系统的不良影响以及相关 规定 可将低压穿越运行的控制要求归纳为 1 在电网电压降故障期间实现了风力发电系统的不间断运行 减 免了风力发电系统频繁接入和切断电网对电网系统其它部分的有害 影响 2 为电网跌落故障期间累积的能量提供一定的安全适当通道 用 以保护直流侧电容器件和功率器件的安全 使得对发电机机械力矩 的影响得到了有效减少 3 根据电网电压跌落故障深度的具体情况适时的向电网提供适当 的无功功率补偿用以协助电网恢复正常运行 使得网侧电压崩溃的 可能性得到有效降低 3 3低压穿越控制运行的实现直驱型风力发电并网系统的全功率变换 器 将发电机和电网分离开了 所以当电网电压出现跌落现象时 我们可以对网侧PWM变换器和直流侧进行有效调节 使得发电机和机 侧转换器正常运行 系统也可以灵活地进行无功功率调节 从而实 现电网的无功功率补偿 8 3 3 1直流侧增加Crowbar保护电路策略为直流侧添加Crowbar硬件保 护电路 可以有效地避免因电压和电流过大 而损害直流侧电容器 件和功率设备 这种策略主要是通过平衡功率来解决电流侧电压和电流过大的问题 第一种是采用卸荷电阻作为Crowbar保护电路 如图3 5所示 系统正常工作情况下不投入卸荷电阻 当电网发生短路故障时 会 引起直流侧电压上升 此时投入卸荷电阻用以消耗掉多余的能量 使风力机和发电机的运行基本不受到影响 这种方法简单 且可靠 但需要考虑阻性负荷和散热问题 图3 5带卸荷电阻的Crowbar电路第二种是在直流侧增加储能装置的Crowb ar电路 如图3 6所示 该电路采用2个串联的绝缘栅双极晶体管 IGBT 将直流侧电容和储 能装置连接起来 能量可以双向流动 当直流侧电压过高时 把多余的能量存储在储能设备中 当直流侧 电压低于预定值时 把储能设备中储存的能量释放出来为电容充电 9 这种方法可以多次利用能量 并可以稳定直流侧电容两端电压 缺 点是增加额外的储能设备会加大系统成本 图3 6带ESS储能装置的Crowbar电路第三种是将辅助变换器的Crowbar电 路并联于电网和直流侧之间 如图3 7所示 网侧PWM变换器一般采用绝缘栅双极晶体管 IGBT 作为开关器件 由于IGBT器件固有的电压 电流裕量受限等条件 所以故障发生时 必须限制电流的输出 由于辅助变换器一般可以选择成本相对较低 的晶闸管 SCR 作为开关器件可以借助增加的辅助变换器与网侧PW M变换器并联构成功率容量等级更大的变换器 在电网发生跌落故障时 可以使电流的大部分从辅助变换器并入电 网 从而达到保持直流侧功率平衡的目的 10 这种方法的优点在于即使发生故障 也能对电网进行全部输出功率 不会浪费能量 缺点是得额外增加更大的辅助转换器 同时在故 障发生和结束的瞬时要对网侧PWM变换器和辅助变换器进行快速切换 所以会使得系统成本增加 操作更复杂 图3 7带辅助变换器的Crowbar电路由上述三种方法可知 每种方法都有 自身优点 同时也存在缺点 综合以上方法 针对电压降现象发生 频繁 且持续时间较短等特征 有必要寻找一种 在不增加外部电 路的前提下 仅通过改善系统自身的并网运行控制策略就能够实现 低压穿越的方法 3 3 2传统的网侧无功补偿的控制策略基于通过增加直流侧Crowbar 电路实现低压穿越运行能力存在的诸多不足 在此考虑依靠风电系 统本身的无功补偿能力解决短时的电压跌落故障 网侧PWM变换器一般采取传统的电网电压定向矢量控制 实现了有功 和无功的独立控制 即通过调节q轴电流就能够控制输入电网的无功 功率 图3 8传统的网侧PWM变换器控制策略框图传统的网侧PWM变换器控制框图 如图3 8所示 为采用电压外环 电流内环控制结构的电压定向矢量控制策 略 分别对三相电网侧电压 电流进行采样 并且借助锁相环PLL得到三 相电网电压相位信息 也即电压角 g 在此基础上经过坐标变换便 分别实现了网侧电压和网侧电流解耦控制 特别注意的是 对直流 电压u dc的稳定控制是通过对网侧有功功率的独立解耦控制实现的 实时 采样直流电压u dc与给定值u dc比较运算后经过PI控制输出即为有功电流的给定值i d 通过调节有功电流给定值i d大小来达到稳定直流侧电压u dc的目的 另外 无功功率控制环的无功电流直流是有系统需要补偿的无功电 流指令值i q决定的 最后 将分别得到的有功和无功控制输出量u d和u q经过坐标反变 换后得到用于SPWM调制的参考波形 当网侧电压正常时 无功功率给定指令Q 为0 也即网侧PWM变换器 无功电流给定指令i q为0 只向网侧输出有功功率 系统工作在单 位因数发电状态 当网侧电压发生低电压跌落故障时 因为需要系统的无功补偿 所 以可以通过改变无功功率给定值Q 控制无功功率的输出 也即使网 侧PWM变换器运行在静止无功补偿 STAT 模式 在直驱型风力发电系统中 直流侧母线电压的稳定控制尤为重要 因为它直接影响着网侧PWM变换器中的开关器件的安全与否 母线电压的稳定与否取决于直流侧与交流侧的功率平衡关系 当直流侧输入功率大于交流侧输出功率时 多余的能量会存储在母 线电容中从而使母线电压升高 反之 使电压降低 当电网发生电压跌落等故障时 通过使直驱风电系统电网侧PWM变换 器运行在静止无功补偿模式 快速向电网提供无功功率支持 稳定 电网电压 同时有利于直驱风电系统实现低电压穿越功能 本文研究重点即为此种策略的动态响应和稳态特性展开了比较分析 研究 3 3 4改进的低压穿越控制策略在上述控制策略的基础上提出了一种 改进的无功补偿策略 改进的系统低压穿越控制策略框图如图3 9所示 改进的控制策略优点主要体现在两个方面一是直流侧电压u dc和有功电流i d的控制 有功电流的给定参考值i d由系统直流侧的前级不可控整 流电路输出的有功功率经过PI调节后给定 保证了正常运行时系统 的最大有功效率传递效率 利用系统直流侧电压的前级Boost升压电 路的闭环控制来实现直流侧电压dcu稳定的目的 这样实现了直流侧 电压与网侧PWM变换器的分离控制 减弱了网侧电压故障对直流侧电 压的影响 更可靠的保证了直流侧电压的稳定 二是针对无功电流i q的控制 无功功率电流环的参考给定值i q不再是利用网侧功率计 算获得 而是通过对网侧电压幅值的实时跟踪PI控制输出来得到无 功电流的参考值i q 这样可以有利于的针对电压跌落深度进行直接 的检测 提高了响应速度和控制精度 图3 9改进的直驱型风力发电系统全功率变换器控制策略另外应该注意的 是 一般情况下网侧电压跌落深度比较少时 系统电网侧需要补偿 的无功功率也比较少 此时的直驱型永磁风力发电系统对系统电网 侧发出的无功补偿一般可以满足网侧故障的无功需求 但是 当网 侧电压跌落深度严重时 系统电网侧需要的无功功率也变得比较多 此时的直驱型永磁风力发电系统所能提供的无功支持就显得更小 了 因此 当网侧电压跌落深度严重时 单靠风力发电系统的本身的无 功支持一般很可能无法满足系统的无功补偿需求 而应该由专门的 其他无功补偿设备与风力发电系统一起配合来实现对系统无功补偿 支持电网恢复正常 4 系统仿真及分析14 1静止无功发生器控制仿真实现静止无功发 生器 即Static SynchronousCompensator STAT 现建立三相桥式STAT系统仿真模型进行分析 其仿真模型如图4 1所示 图4 1三相桥式STAT系统仿真模型图STAT相电压与相电流波形的仿真结果 如图4 2所示 图4 2STAT相电压与相电流波形由图4 2可知 相电流较好地实现了跟踪相电压的变化 取得了理想的仿真 结果 有功率与无功率的仿真波形如图4 3所示 图4 3STAT有功功率与无功功率输出波形由上图可知 STAT解决了有功和 无功的独立解耦控制问题 取得了理想的仿真效果 STAT直流侧电压波形如图4 4所示 图4 4STAT直流侧电压波形由上图可知 在系统运行的暂压时刻 会存在 一个很小的上下波动 使得直流侧电压的给定值处在一定的安全范 围内 这样才能使得系统运行的更安全 24 2三相电压源型型M PWM变换器控制仿真及分析用恒压源代替直流侧 并应用于前面的ST AT系统仿真模型 从而建立三相桥式电压源型网侧PWM变换器仿真模 型 其仿真模型如图4 5所示 图4 5三相桥式电压源型VSC系统仿真模型图VSC相电流与相电压波形比较 的结果如图4 6所示 图4 6VSC相电流与相电压波形比较由上图可知 相电流与相电压的相位 总是相反 相电流较好地实现了跟踪相电压的变化 取得了理想的 仿真结果 VSC相电流与对应的开关管电流比较波形的结果如图4 7所示 图4 7VSC相电流与对应的开关管电流比较波形由上图可知 相电流对流 过其相对应的开关管的电流起到了良好的包络作用 VSC有功功率和无功功率输出波形结果如图4 8所示 图4 8VSC有功功率和无功功率输出波形由上图可知 VSC解决了有功和无 功的独立解耦控制问题 取得了理想的仿真效果 34 3低压穿越控制仿真及分析三相电网的电压跌落故障存在多种情 况 较为典型的有两种情况一是由于三相电压对称所造成的短路故 障 二是由于三相电压不对称而导致的短路故障 接下来本文将针对三相电压的对称跌落故障 采取仿真方法对系统 的稳态和暂态进行分析 其系统仿真模型如图4 9所示 图4 9系统低压穿越控制仿真模型图4 3 1改进的控制策略下的系统仿真 及分析第一种情况 电网侧电压幅值下降到0 8pu 由图4 10可知 出现电压跌落故障时 系统将会自动切换到STAT模式 进 行无功运作 稳定电网电压 出现故障时 有功输出的瞬间减少会导致直流电容侧两端积累的电 荷瞬间增加 致使直流侧电压在故障发生的0 4秒时刻会产生一个上 升的波动 但是在电压控制环的作用下 又会回复到安全范围内 使得整个系 统安全运行 图4 10传统控制策略下电网电压跌落至0 8pu时的波形第二种情况 当电 网电压幅值下降到0 45pu 由图4 11和图4 12可知当出现严重的电网电压跌落故障时 在0 4秒故障发生时刻 会使得直流侧电压产生较大的下降波动 但是在直流控环的作用下 又会回复到安全值 从而保证系统的安全运行 图4 11三相网侧电压跌落故障至0 45pu时波形图4 12传统控制策略下电网电压跌落至0 45pu时的波形4 3 2改进的控制 策略下的系统仿真及分析第一种情况 电网侧电压幅值跌落到0 8pu 由图4 13 无功补偿动态响应迅速 取得了很好的仿真效果 由于采用新的控制策略 直流侧电压的上下波动幅度明显小于传统 控制方法 明显减少了有功功率输出下降的幅度 当系统发生故障时 实现低低压穿越运行 图4 13改进的控制策略下电网电压跌落至0