有刷双馈型风力发电机并网运行机侧变流器矢量控制的研究开题报告

 2021-08-14 03:01:35

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着现代经济社会的不断发展,能源与环境问题日益突出,世界各国都在更多的把目光放在可再生能源的开发上。风能是一种可再生能源,是当前最有发展前景的一种新型能源,它是取之不尽用之不竭的能源,具有风能资源丰富、清洁无污染、施工周期短、实际占地少、对土地要求低等优点。当然,毋庸讳言风能也有其自身的不足之处,主要表现在:风速不稳定,产生的能量大小不稳定;风能利用受地理位置限制严重;风能的转换效率低。但是,风能的上述缺点不是不可克服的,随着科学技术的发展,人们一定能征服风能利用中的各种难题,使风能成为维系人类可持续发展的主要能源之一。风力发电是当今世界上可再生能源开发利用中技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的发电技术,因此,无论是发展中国家还是发达国家都在大力发展风力发电。

风力发电系统根据发电机运行特点大体可以分为恒速恒频系统和变速恒频系统,其中变速恒频双馈发电机且有变流器容量小、变速恒频发电、灵活的转子交流励磁和良好的功率调节能力等特性,是目前风电场采用的主要机型之一。双馈风力发电系统网侧变换器控制分为电网电压定向矢量控制、鲁棒有限状态模型预测控制、定频式模型预测控制、比例谐振控制、无差拍功率控制;双馈风力发电系统转子侧变换器控制又包括电网电压定向矢量控制、积分滑模励磁控制、低电压故障下比例谐振控制、电网不平衡下多目标切换控制。

国内兆瓦级绕线转子双馈型风力发电机系统已经出现,但系统中部分技术依然落后于国外的风电公司,整体的系统性能有待提高。目前国外的研究方向主要有以下方面:(1)并网前控制;(2)最大功率追踪控制(mppt);(3)pq解耦控制;(4)大功率变流技术;(5)低电压穿越技术。总而言之国外的公司在双馈风力发电机的控制技术已经相当纯熟。

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2. 研究的基本内容与方案

一、研究的基本内容、目标

(1)了解有刷双馈型风力发电机的工作原理和拓扑结构;(2)完成并网运行条件下有刷双馈风力发电机的建模;(3)完成并网运行条件下有刷双馈风力发电机矢量控制策略的拟定;(4)建立仿真模型对所提控制策略的有效性进行验证及控制性能分析 。

二、技术方案及措施

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3. 研究计划与安排

第1-3周:文献查阅,包括著作、期刊、会议论文、网络资源等;第4周:完成开题报告、论文提纲;第5周:完成英文文献翻译;第6-11周:完成理论计算及仿真;第12-16周:撰写毕业论文;第17周:完成论文及答辩ppt。

4. 参考文献(12篇以上)

[1]刘晋.双馈风力发电系统控制策略研究[d].北京:华北电力大学,2014.

[2]齐晓军,张梅.风力发电机组国内外发展现状和技术发展趋势分析[j].中国信息化,2012(20):191页.

[3]王宇.双馈风力发电系统控制技术研究[d].天津:天津大学,2009.

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