永磁直驱风力发电系统的仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义

开发利用风能成为世界能源可持续发展战略的重要组成部分，而开发利用风能的最重要形式就是风力发电。

风力发电系统可以分为恒速恒频和变速恒频两大类，其中变速恒频风力发电系统主要有间接式和直驱式两种驱动方式。

由于直驱式风力发电系统采用低速永磁同步发电机，无须齿轮箱；经电力电子变流装置将风力发电机输出的电能变换为频率、电压恒定的交流电馈入电网，因此系统结构简单，同步电机的工作频率与电网频率互相独立，发电机在可利用风速范围内无转速调节限制，且不存在同步电机的失步问题，已成为当前风力发电的主流方案之一。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：1设计出永磁直驱风电系统的控制器2使用matlab仿真来验证设计的正确性和可行性3国内外研究现状难点：直驱型风力发电机组没有齿轮箱，低速风轮直接与发电机相连接，各种有害冲击载荷也全部由发电机系统承受，对发电机要求很高。

同时为了提高发电效率，发电机的极数非常大，通常在100极左右，从而导致它的结构变得非常复杂，体积庞大，因此维护时需要进行整机吊装维护。

且永磁材料及稀土的使用增加了一些不确定因素。

3. 国内外研究现状（文献综述）

开发利用可再生能源和实现能源的可持续发展成为各国能源战略的重大举措。

风能作为成熟的可再生能源技术，具有蕴含量丰富，无污染，可再生，分布广等特点，成为可再生能源发展的重要方向。

虽然我国的风电规模不断扩大，但是风力发电技术并不完善，风力发电开发规模的增大和发电量的增加，风电并网势在必行，但是风力发电的电能质量不高，并网会对电网造成冲击，这就要求较高的并网控制技术，而现阶段我国风电并网控制技术还不完善，核心技术仍然掌握在发达国家手里。

4. 研究方案

第一步：收集相关资料，准备与控制理论与风力发电机相关的专业知识;第二步：学习Matlab/Simulink使用方法，准备系统建模的相关知识;第三步：确定系统的数学模型并在Matlab/Simulink环境下建立出系统仿真模型;第四步：设计风力发电系统的控制器;第五步：对控制过程进行仿真研究，调试并验证控制策略的有效性、可行性，得出仿真结果并分析。

5. 工作计划

第一周.查阅和研读大量相关中文资料，对课题内容进行初步了解第二周.英文资料的翻译，绘制图标第三周.开题报告；第四周.双馈风力发电组成和工作原理；第五周.定量关系数学推导第六周.数学模型建立第七周.控制策略分析、比较和选择第八周.深入学习SIMULINK建立模型第九周.仿真模型的建立；第十周.仿真实验；第十一周.仿真结果和理论分析比较；第十二周.存在的问题；第十三周.提出改进措施，仿真验证并与预期结果进行比较分析第十四周.整理材料，撰写论文第十五周.修改论文，论文答辩。