摘要：风电是我国多年来大量推广的新能源，但风力发电的特点是发电机输出的电压、电流和功率随时都在变化，尽管经整流装置后，电能的电压基本稳定了，其电流和功率仍然是频繁变化的。因此，如何保证其驱动的水泵机组稳定、可靠运行变得尤为重要。由于风速的不可控，导致我们整个系统控制更加困难，因此本文采用蓄电池这一中间结构来连接两个部分。论文主要研究风电驱动水泵机组系统的设计与控制，主要内容如下： 

论文阐述了风电驱动水泵机组系统的相关原理及意义，而且对国内外相关研究现状进行一定的简述。论文采用MATLAB软件仿真了整个系统的结构，并对其各个部分的特性进行一定的分析。整个系统结构包括风力机部分，蓄电池部分，升压电路部分，逆变电路部分以及电机调速控制水泵机组部分。在电机调速控制水泵机组时，三相异步电机按转子磁链的矢量控制方式，采用双闭环，即电流，转子磁链闭环进行控制。此外，论文用MATLAB对各个部分进行仿真。其中，蓄电池的存在是维稳系统的关键。

关键词：风力发电；系统控制；水泵机组；变频调速

目录

摘要

Abstract

第一章绪论-1

1.1课题研究背景及意义-1

1.2国内外研究现状-2

1.3论文研究的主要内容-3

第二章 风力发电驱动水泵机组的特性分析-4

2.1风力驱动水泵机组系统的组成-4

2.2风力发电机的特性-5

2.3蓄电池的特性-5

2.4异步电动机运行特性-6

2.5水泵特性-6

2.6整流逆变电路特性-10

2.6.1 boost升压电路-10

2.6.2逆变电路-11

第三章异步电动机建模与控制研究-12

3.1矢量控制-12

（１）Clark变换（3s/2s变换）-13

（２）Park变换（2s/2r变换）-15

3.2异步电动机数学模型-16

（1）异步电机在三相静止下的数学模型-16

（2）异步电机在两相静止坐标系下的数学模型-20

（3）异步电动机在下的数学模型-20

3.3转子磁链定向的矢量控制-21

3.3.1转子磁链定向的矢量方程-21

3.3.2转子磁链定向的电流闭环控制-22

第四章风力发电提水系统的控制与设计-24

4.1风力发电提水系统的结构-24

4.2风力发电提水系统设备配套选型-25

4.3升压电路设计-25

4.4逆变电路控制与设计-26

4.4.1 建立SVPWM拓扑结构-26

4.4.2 SVPWM算法的实现-29

第五章风电提水系统控制建模与仿真验证-32

5.1 仿真结构图的建立-32

5.2 仿真结果与分析-33

5.2.1风力发电机仿真模型-33

5.2.2升压电路仿真模型-34

5.2.3逆变器及电动机仿真模型-35

第六章 致谢-38

第七章参考文献-39