风力发电机设计-开题报告
风力发电机组建模与控制的开题报告
风力发电机组建模与控制的开题报告
1.研究背景及意义
随着环境保护意识的提高，可再生能源得到广泛发展。
其中，风力发电作为一种清洁能源备受关注。
目前，风力发电机组已经广泛应用于电力系统中。
然而，如何提
高风力发电机组的运行效率和稳定性仍然是一个重要的研究方向。
因此，研究风力发
电机组的建模与控制对提高风力发电的效率和稳定性具有重要意义。
2.研究内容和研究方法
本文拟研究风力发电机组的建模与控制。
具体研究内容主要包括以下几个方面：（1）风力发电的基本原理和工作模式的研究；
（2）风力发电机组的建模，包括机械部分和电气部分；
（3）风力发电机组的控制方法，包括MPPT控制和转速控制；
（4）仿真验证，对所建立的模型进行仿真验证，检验控制算法的有效性。
在研究方法方面，将采用：
（1）文献资料法，对相关文献进行收集和综述；
（2）理论分析法，对风力发电机组进行建模。
（3）数值模拟法，采用Matlab等软件进行模拟和验证。
3.预期成果及应用价值
通过本研究，可建立起风力发电机组的动态模型，提出风力发电机组的控制方法，通过仿真验证算法的有效性，并对风力发电机组的效率和稳定性做出评价。
这将为风
力发电机组的设计和应用提供依据，具有重要的应用价值。
开题报告小型风力发电机总体结构的
小型风力发电机总体结构的设计开题报告班级（学号）：机0405-19 姓名：崔亮指导老师：许宝杰一、综述1.课题研究的目的和意义能源是发展国民经济和提高人民生活的重要物质基础，是经济发展的“火车头”，能源已成为制约国民经济发展的重要因素。
社会经济发展推动能源需求的持续增长，要求不断开发新的能源。
虽然，人类的技术进步旨在提高能源的利用效率、减少能源的消耗，但现今的能源生产量依然满足不了人类发展的需求。
由于对能源的渴求，人们无节制地开采石油、煤炭、天然气等这些埋在地层深处的维系人类生存的“能源食粮”，不仅严重地污染了我们的生存空间，恶化了自然环境，而且带来了更可怕的恶果—能源枯竭。
传统化石能源资源的减少，引发的石油危机和石油总体价格的攀升，已在向世人警示能源安全问题,引起对能源安全的广泛担忧。
现实告诫人们，要生存就必须寻求开发新能源。
[1]我国地域辽阔，广大边远山区、沿海岛屿和少数民族地区地广人稀、交通不便，利用大电网的延伸解决供电问题非常困难，而这些地区风力资源往往又比较丰富。
充分利用这些地区的风力资源来解决无电、缺电问题，对改善当地人民的生活水平，发展地方经济具有深远的意义。
小型风力发电系统具有机组投资小，使用灵活，非常适用于解决居住相对分散、风力资源较好的无电地区居民的基本生活用电及部分小型生产用电问题。
[2]小型风力发电技术作为农村能源的组成部分，它的进一步推广应用，将会推动农村能源的发展，对于改善用能结构，特别是边远山区等的生产、生活用能，推动生态和环境建设诸领域的发展将发挥积极作用，具有广阔的市场前景。
[3]风能具有随机性和不确定性，风力发电系统是一个复杂系统。
简化小型风力发电系统的结构、降低成本、提高可靠性及实现系统优化运行，具有重要的理论意义和实际应用价值。
2.课题的研究现状及已有成果风能的利用有着悠久的历史。
近年来,资源的短缺和环境的日趋恶化使世界各国开始重视开发和利用可再生、且无污染的风能资源。
风能发电开题报告
风能发电开题报告风能发电开题报告一、研究背景和意义风能作为一种清洁、可再生的能源，近年来受到了越来越多的关注。
随着全球能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重，寻找替代传统能源的可行方案变得尤为重要。
风能发电作为其中一种可行的选择，具有广阔的应用前景和巨大的经济效益。
因此，本研究旨在探讨风能发电的发展现状、技术原理以及未来的发展趋势，以期为相关领域的研究和应用提供理论和实践指导。
二、风能发电的发展现状目前，全球范围内风能发电已经取得了显著的进展。
根据国际能源署的数据，截至2020年，全球风能发电装机容量已超过700GW，占全球可再生能源装机容量的比重逐年增加。
尤其是在欧洲、美洲和亚洲等地区，风能发电已经成为主要的清洁能源供应方式之一。
三、风能发电的技术原理风能发电的基本原理是通过利用风力驱动风力发电机转动，进而转化为电能。
风力发电机主要由风轮、发电机和控制系统组成。
当风力作用于风轮上时，风轮开始旋转，通过机械传动将旋转运动转化为发电机的转子转动，进而产生电能。
这种转换过程可以通过水平轴和垂直轴两种方式进行，其中水平轴风力发电机是目前应用最广泛的一种。
四、风能发电的优势和挑战风能发电相比传统能源具有诸多优势。
首先，风能是一种无限可再生的资源，不会受到能源短缺的限制。
其次，风能发电不会产生二氧化碳等有害气体，对环境污染较小。
此外，风能发电具有分布广泛、可灵活调节等特点，能够满足不同地区和时间段的能源需求。
然而，风能发电也面临一些挑战，如风能资源的不稳定性、发电设备的高成本和对环境的影响等。
因此，如何克服这些挑战，提高风能发电的效率和可持续性，是当前研究的重点和难点。
五、风能发电的未来发展趋势随着技术的不断进步和应用经验的积累，风能发电在未来有望迎来更广阔的发展前景。
首先，随着风力发电技术的成熟和成本的降低，风能发电将更加普及和可行。
其次，随着能源存储技术的发展，解决风能资源的不稳定性问题将成为可能，进一步提高风能发电的可靠性和可持续性。
风力发电开题报告
风力发电开题报告风力发电开题报告一、引言随着全球能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重，可再生能源逐渐成为解决能源危机和环境问题的重要途径之一。
风力发电作为可再生能源的重要组成部分，具有清洁、可持续和广泛分布等特点，受到了广泛的关注和应用。
本开题报告旨在研究风力发电技术的现状、发展趋势以及相关问题，并提出相应的研究目标和方法。
二、风力发电技术的现状目前，全球范围内风力发电已经成为最为成熟和广泛应用的可再生能源技术之一。
各国纷纷投资建设风力发电场，以满足日益增长的电力需求。
根据国际能源署的数据，截至2020年底，全球风力发电装机容量已经超过700吉瓦，占全球总装机容量的5%以上。
其中，中国、美国和德国是风力发电装机容量最大的三个国家。
三、风力发电技术的发展趋势随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，风力发电技术在未来的发展中仍具有广阔的前景。
首先，风力发电机组的装机容量将不断提高，从目前的几兆瓦级别逐渐发展到数十兆瓦甚至更高。
其次，风力发电场的建设将更加注重环境保护和生态平衡，采用更加先进的风机设计和布局方式，减少对鸟类和其他生物的影响。
此外，风力发电技术还将与其他可再生能源技术相结合，形成混合能源系统，提高能源利用效率。
四、风力发电技术面临的问题尽管风力发电技术取得了长足的进步，但仍然存在一些问题需要解决。
首先，风力资源的分布不均衡，导致风力发电场的选址面临一定的限制。
其次，风力发电机组的噪音和对鸟类的影响仍然是亟待解决的问题。
此外，风力发电技术的可靠性和稳定性也需要进一步提高，以确保电网的安全运行。
五、研究目标和方法本研究的目标是通过对风力发电技术的深入研究和分析，探讨如何优化风力发电场的选址、降低噪音和生态影响，并提高风力发电系统的可靠性和稳定性。
为了实现这一目标，我们将采用以下研究方法：首先，收集和分析大量的风力发电数据和相关文献，了解风力资源的分布规律和风力发电技术的最新进展。
其次，开展实地调研，考察不同风力发电场的选址、设计和运行情况。
户用小型风力发电系统的研制的开题报告
户用小型风力发电系统的研制的开题报告一、问题探讨随着自然资源的逐渐枯竭和环境问题的逐渐加剧，逐渐有了使用新能源的趋势。
风力发电作为一种新能源，具有可再生、绿色、无污染等优点，并且适合在较为开阔的地区进行利用。
目前，风力发电已经成为了全球最为成熟的清洁能源之一，不仅有着广泛的应用，而且大多数国家也都在积极地推进风能的研发和利用。
然而，由于目前已有的商业化风力发电系统价格较高，且在运输和安装方面也较为困难，所以在家庭及小型场地的利用上还存在着很大的空间。
因此，本项目拟对小型风力发电系统进行研究和开发。
二、研究目标本项目旨在研制出一种价格适中、适合家庭或小型场地使用的小型风力发电系统，其主要目标包括：1. 研制出一个小型、轻量级的风力轮叶结构，以确保在低风速情况下也能够有效地转动，并转化成电能输出。
2. 开发出一种高效的电能转化系统，以确保在不同的风力输出状况下都能够实现电能有效转化。
3. 提高系统的稳定性和安全性，减少系统的维护和运行成本，并确保系统的长期稳定运行。
三、研究内容本项目将主要针对小型风力发电系统的设计和研发工作。
具体的研究内容包括以下三个方面：1. 风力轮叶的设计：需要进行风力叶片的设计和制作，通过计算和模拟验证风力叶片在不同风速下的转速和输出功率，并确定出最为适合系统的叶片设计方案。
2. 电能转化系统的研究：需要开发出一种高效的电能转化系统，以确保在不同的风力输出状况下都能够实现电能有效转化。
同时需要进行测试和验证，以保证系统输出的电能符合标准要求。
3. 系统的稳定性研究：需要对系统的稳定性进行全面的研究和探讨，针对系统在不同气候、环境条件下的使用情况进行分析，以确保系统在大部分情况下能够实现长期稳定运行。
四、研究预期成果通过本项目的研究和开发，预期得到以下成果：1. 一种价格适中、适合家庭或小型场地使用的小型风力发电系统，具有轻量化、高效、稳定等特点。
2. 一种小型风力轮叶结构设计方案，通过实验验证在不同风速下的转速和输出功率，并根据实际情况进行改进。
风力发电机设计-开题报告
国内的实际情况是风电场很难保证投资者的利益及鼓励风电场建设的积极性，简单的办法就是给风电定一个较高的上网价格，确保风电场投资者或开发商能偿还贷款利息。
在税收方面，只实行优惠的关税政策，以推动风电机进口，而仍没有任何关于风电增值税和所得税方面的优惠措施，风电没有火电的燃料进项抵扣，实际交纳的增值税比火电高。银行方面没有低息长期贷款，在7年的还贷期内，风电上网电价很高，而风电高于火电的价差，目前规定在省级电网内分摊，造成开发风电越多负担越重。西部经济落后地区，如新疆和内蒙古，已难以承受，没有风能资源的省区却无需负担。
模糊控制不需要精确的数学模型,可以高效的综合专家经验,具有较好的动态性能.它基于模糊逻辑的智能控制技术,最近几年已被引入风力发电机组控制领域,并受到重视.基于模糊控制和神经网络的智能控制方案,用模糊控制调节电压和功率,用神经网络控制桨距角及预测风轮气动特性的细节,可参考有关专门文献.这种方案可以较好的满足最大能量获取,保证可靠运行和提供良好的发电质量的控制目标.但是,神经网络调节器是离线训练的,当机组老化或者运行条件变化时,难以较好的实现控制目标.对于高精度的控制问题,模糊控制的效果也不理想.
[5]徐灏．机械设计手册（1）[M]．第2版．北京：机械工业出版社．2000
[6]徐灏．机械设计手册（2）[M]．第2版．北京：机械工业出版社．2000
[7]徐灏．机械设计手册（3）[M]．第2版．北京：机械工业出版社．2004
五、指导教师意见
指导教师签字：
三.售电增值税发电增加了新的税源，建议参照小水电，核定风电销售环节增值税率为6%。
四.银行贷款为降低风电电价，减轻还贷压力，建议适当延长风电还贷期限，还贷期增至15年；为风电项目提供贴息贷款。
小型风力发电系统的研究和设计的开题报告
小型风力发电系统的研究和设计的开题报告一、研究背景随着能源需求的不断增长和传统能源的不断减少，新能源技术是未来发展的必然趋势。
风力发电是一种环保、可再生的新能源技术，在越来越多的地区得到了广泛的应用。
随着技术的不断发展，小型风力发电系统也逐渐成为了一种将清洁能源应用于家庭、农村等小规模场所的有效手段。
因此，开展小型风力发电系统的研究和设计具有重要的意义。
二、研究内容本研究旨在设计一种小型风力发电系统，并对其性能进行分析和优化。
具体内容包括：1. 设计风力发电机组：根据小型风力发电系统应用场景和要求，设计合适的风力发电机组。
2. 系统控制系统：设计系统控制系统，实现风力发电机组的运行控制和发电输出。
3. 功率输出分析：对设计的风力发电系统进行性能测试和数据分析，确定其有效功率输出和效率。
4. 系统优化：根据测试和数据分析结果，对系统进行优化设计，提高其效率和性能。
三、研究方法本研究采用实验研究方法，包括实际设计和制作风力发电机组，建立系统控制系统，利用实验室设备进行实验测试和数据分析，针对测试结果进行系统优化设计。
同时，还采用文献研究和实践经验相结合的方法，提高研究成果的可靠性和实用性。
四、研究意义及预期目标本研究的意义主要在于：1. 探索适合小型场所的风力发电系统设计和制作方法，促进清洁能源技术在小型场所的应用和推广。
2. 对小型风力发电系统的性能进行分析和优化，提高其效率和性能。
预期目标是：1. 成功设计和制作一种适合小型场所的风力发电系统。
2. 对系统进行性能测试和数据分析，确定其有效功率输出和效率。
3. 根据测试结果对系统进行优化设计，提高其效率和性能。
五、研究计划本研究计划分为以下几个阶段：1. 文献研究和调研通过收集和阅读相关文献，了解小型风力发电系统的设计和制作原理、控制系统、功率输出分析等方面的知识，同时对市场上已有的小型风力发电系统进行调研。
2. 风力发电机组设计和制作根据文献研究和调研结果，设计和制作一种适合小型场所的风力发电机组，包括叶片设计、转子设计以及发电机系统设计等方面。
风力发电机测试系统设计及数据处理研究的开题报告
风力发电机测试系统设计及数据处理研究的开题报告尊敬的评审专家：我计划进行一项风力发电机测试系统设计及数据处理研究。
本研究旨在开发一套高效、精准的风力发电机测试系统，并研究数据处理方法，从而实现对风力发电机性能参数的测试、分析和评估。
背景和意义：风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了越来越多的关注和重视。
为了保证风力发电机的可靠性和高效性，对其性能参数进行测试和评估非常重要。
目前，国内外已有许多研究机构和公司开展了相关研究工作，但受到测试设备、测试方法等方面的限制，存在一些局限性。
因此，本研究旨在通过开发一套高效、精准的测试系统，提高风力发电机性能参数测试的精度和可靠性。
研究内容：本研究主要包括以下两个方面：1. 风力发电机测试系统设计根据风力发电机的特点和测试需要，设计一套高效、精准的测试系统。
系统包括测量设备、控制系统、测试方案等部分。
其中，测量设备包括传感器、数据采集卡、电源等；控制系统包括电机控制器、数控系统等；测试方案包括测试流程、测试参数等。
2. 数据处理方法研究对测试获得的数据进行处理和分析，提取有用的信息。
主要包括数据清洗、数据预处理、特征提取、模型建立、评估等步骤。
其中，特征提取是本研究的核心内容，旨在提取出有代表性的特征，从而实现对风力发电机性能参数的准确评估。
研究方法：本研究采用实验研究和数学建模相结合的方法。
通过实际测量和试验获得大量的测试数据，并进行数据分析和处理，提取出有代表性的特征。
同时，通过建立数学模型，对测试数据进行模拟和预测，进一步提高测试精度和可靠性。
预期成果：1. 一套高效、精准的风力发电机测试系统，可用于对风力发电机性能参数的测试、分析和评估。
2. 数据处理方法研究成果，可为风力发电机性能参数测试提供有效的数据处理和分析方法。
3. 实验数据和模型建立成果，为进一步的研究提供参考数据和基础。
4. 学术论文和专利成果。
研究计划：第一年：1. 文献综述和理论基础研究；2. 风力发电机测试系统方案设计；3. 测量设备和数据处理软件开发；第二年：1. 测量设备和数据处理软件测试和修改；2. 实验数据采集和处理；3. 数据处理方法研究和模型建立；4. 学术论文撰写和发表。
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目前，风电的作用主要不是为满足电量需求，而是提供了一条减排CO2等温室气体比济效益更重要，因此，风电高于煤电发电的价差应由全社会承担。否则，风能资源丰富的省区开发风电越多负担越重。
因此，为了满足在变速控制过程中良好的动态特性，并使发电机向电网提供高品质的电能，发电机和电网之间的电力电子接口应实现以下功能：一，在发电机和电网上产生尽可能低的协波电波；二，具有单位功率因素或可控的功率因素；三，使发电机输出电压适应电网电压的变化；四，向电网输出稳定的功率；五，发电机磁转距可控。
此外，当电网中并入的风力电量达到一定程度，会引起电压不稳定。特别是电网发生短时故障时，电压突降，风力发电机组就无法向电网输送能量，最终由于保护动作而从电网解列。在风能占较大比例的电网中，风力发电机组的突然解列，会导致电网的不稳定。因此，用合理的方法使风力发电机组电功率平稳具有非常重要的意义。
我国对风电已有部分优惠政策，包括一下几个方面。
一.风电配额制定出常规火电污染排放量分配比例，由全国所有省区共同分摊的政策。
二.风电上网电价落实风电高于火电的价差摊到全省的平均销售电价中。制定出按常规水电污染排放量分配比例，由全国所有省区共同分摊的政策。按地区具体情况定出风电最高上网电价的限制，并保持10年不变，促使业主充分利用资源，降低成本。
由于空气动力学的不确定性和发电机,电力电子装置的复杂性,风力发电系统模型的描绘很困难.可能影响风力发电机组性能的误差源和不确定性包括:雷诺数的变化,会引起5%的功率误差;叶片上的沉积物和下雨影响,可造成20%的功率变化;其他例如老化,大气条件和电网等因素,在机组的能量转换过程中,都会引起不同程度的功率变化.因此,风力发电系统模型具有很强的非线性,不确定性和多干扰性等特点.
在这种情况下，政府扶持是重要的。2000年，德国制定了《可再生能源促进法》，从法律上制订的可再生能源的发电电价，保证经营者可得到一定的利润，从而激发人们开发再生能源的热情。这样投资一座风力发电场只需7~8年就能收回成本。而风力发电设备的使用寿命最少有20年，投资收益率很高，没有任何风险。在风电机制造过程中或风电场土建施工中，没有特殊要求的材料或加工工艺。丹麦生产的大型风电机，其制造中所消耗的能源在投产运行后3~4个月内即可补偿。现代发电机的设计寿命是20~30年，风电机报废后，可按常规方法处理。风电机在制造和运行过程中不排放任何有害物质，因此对健康和生态没有不利影响。风电对减排CO2贡献取决于它所替代的电量是用何种化石燃料生产的。
本科毕业设计（论文）开题报告
题目20千瓦风力发电机设计
指导教师
院（系、部）机械工程学院
专业班级机械工程及自动化
学号
姓名
日期20XX年4月25号
自然界的风是可以利用的资源，然而，我们现在还没有很好的对它进行开发。这就向我们提出了一个课题：我们如何开发利用风能？
自然风的速度和方向是随机变化的，风能具有不确定特点，如何使风力发电机的输出功率稳定，是风力发电技术的一个重要课题。迄今为止，已提出了多种改善风力品质的方法，例如采用变转速控制技术，可以利用风轮的转动惯量平滑输出功率。由于变转速风力发电组采用的是电力电子装置，当它将电能输出输送给电网时，会产生变化的电力协波，并使功率因素恶化。
开发风电最主要的是环境效益，需要具体的立法支持，把可再生能源的开发当成为一项国民社会义务。
国内的实际情况是风电场很难保证投资者的利益及鼓励风电场建设的积极性，简单的办法就是给风电定一个较高的上网价格，确保风电场投资者或开发商能偿还贷款利息。
在税收方面，只实行优惠的关税政策，以推动风电机进口，而仍没有任何关于风电增值税和所得税方面的优惠措施，风电没有火电的燃料进项，在7年的还贷期内，风电上网电价很高，而风电高于火电的价差，目前规定在省级电网内分摊，造成开发风电越多负担越重。西部经济落后地区，如新疆和内蒙古，已难以承受，没有风能资源的省区却无需负担。
模糊控制不需要精确的数学模型,可以高效的综合专家经验,具有较好的动态性能.它基于模糊逻辑的智能控制技术,最近几年已被引入风力发电机组控制领域,并受到重视.基于模糊控制和神经网络的智能控制方案,用模糊控制调节电压和功率,用神经网络控制桨距角及预测风轮气动特性的细节,可参考有关专门文献.这种方案可以较好的满足最大能量获取,保证可靠运行和提供良好的发电质量的控制目标.但是,神经网络调节器是离线训练的,当机组老化或者运行条件变化时,难以较好的实现控制目标.对于高精度的控制问题,模糊控制的效果也不理想.
风力发电对电网的不利影响可以用储能技术来改善。例如，用超导储能技术使风力发电机组输出电压和频率稳定。另外，飞轮储能技术发展较为成熟，具有使用寿命长，功率密度高，基本上不受充电，放电次数的限制，安装维护方便，对环境无危害等优点。
在机械结构方面，改进设计，避免或减少由于风的波动引起的有害机械负荷，减少部件所受到的应力,从而减轻有关部件及机组整体的质量.进一步降低成本.改进机械结构的另一个动向是采用新型整体式驱动系统,集主传动轴,齿轮箱和偏航系统为一体,这样就减少了零部件数目,同时增强了传动系统的刚性和强度,降低了安装,维护和保养的费用.
一、选题的目的、意义和研究现状
二、研究方案及预期结果
较经济的手段。在常规能源并不缺乏的情况下，只要减排压力加大，风电才能得到更快发展。风电的社会效应比经考虑到风力发电机的控制系统可靠性的问题,可以采用自适应控制器,以改善风力发电机组在较大运行范围内,功率系数特性.在自适应控制器,以改善风力发电机组在较大运行范围中,功率系数的衰减特性.在自适应控制器中,通过测量系统的输入输出值,实时估计出控制过程中的参数,因此控制器中的增益可调节.在遇到干扰和电网不稳定时,自适应控制器比PI控制器有许多优点.但实时参数的估计是其一个主要的缺点,因为它需要耗费大量的时间,自适应控制器还需要一个参考模型,而建立一个精确的参考模型是相当困难的.