双馈风力发电系统的研究 开题报告
双馈风力发电机高电压穿越技术研究的开题报告
双馈风力发电机高电压穿越技术研究的开题报告一、研究背景随着全球能源危机的加剧，新能源逐渐成为全球范围内的热门话题。
作为一种环保、可再生、持续发展的清洁能源，风能成为了备受关注的技术和研究方向之一。
在现有的风力发电系统中，双馈风力发电机被广泛应用。
它通过调整转子电流与电网电压之间的相位差，实现了高能效、高品质的电能转换。
但是，双馈风力发电机在穿越高电压的过程中存在一定的安全隐患和电网的稳定性问题。
因此，对于双馈风力发电机高电压穿越技术的研究与探索就显得尤为必要和紧迫。
二、研究意义双馈风力发电机在穿越高电压时面临的问题包括电网并联、高电压起动、电池容量和失速控制等。
针对这些问题，本研究将探索高电压穿越技术，并对其进行深入的研究，以提高双馈风力发电机的安全性和电网的稳定性。
本研究的意义在于：（1）提高双馈风力发电机在高电压穿越过程中的安全性能，保障风力发电系统的正常运行，提高电网运行的可靠性；（2）优化双馈风力发电机的调节性能，提升电能转换的效率和品质，为风能技术的进一步发展奠定基础。
三、研究内容与方法本研究将重点研究双馈风力发电机高电压穿越技术及其相关问题。
具体研究内容包括：（1）高电压起动技术的研究，通过改变起动角度和电源电压，实现双馈风力发电机的快速起动和稳定运行。
（2）电池容量问题的研究，通过对双馈风力发电机的电化学设备进行优化，提高电池容量和储能效率，提高风力发电系统的稳定性和可靠性。
（3）失速控制技术的研究，通过改变双馈风力发电机的线圈电流或者转子转速等参数，实现快速的失速控制，减小因失速而引起的安全风险。
本研究的方法主要包括理论分析和实验验证两个方面。
在理论分析方面，将对双馈风力发电机高电压穿越过程中的相关问题进行建模和分析，探讨影响双馈风力发电机高电压穿越效果的主要因素。
在实验验证方面，将基于国内外现有的双馈风力发电机实验平台，构建相应的实验模型，并通过实验数据来验证所提出的高电压穿越技术的有效性和可行性。
变速恒频双馈风力发电技术研究的开题报告
变速恒频双馈风力发电技术研究的开题报告一、研究背景和意义风能是一种无污染，可再生的清洁能源，越来越受到人们的关注。
风力发电作为利用风能的一种主要方式，已经成为发展清洁能源的重要手段。
然而，由于风速的不稳定性，风力发电系统的可靠性和稳定性一直是科学家们关注的热点问题。
当前，变速恒频双馈风力发电技术已逐渐成为风力发电系统的主流技术之一。
在此基础上，对该技术进行深入研究，提高其可靠性、稳定性和经济性，具有重要的现实意义和应用价值。
二、研究内容和方法本研究旨在通过对当前变速恒频双馈风力发电技术的研究和分析，探究其在风能利用中的优势和局限，在此基础上提出优化建议，以进一步提高其可靠性、稳定性和经济性。
具体研究内容和方法如下：（一）研究内容1. 变速恒频双馈风力发电技术的发展历程和现状分析。
2. 双馈风电机组的基本原理及其与电力系统的耦合分析。
3. 变频器、功率电子元件等核心技术对系统性能的影响分析。
4. 变速控制策略研究，包括机械侧控制和电气侧控制。
5. 可靠性和经济性评估和分析，引入可靠性和经济性指标，对系统进行评价。
（二）研究方法1. 海量文献资料归纳总结法，对相关文献进行归纳总结和梳理。
2. 系统性分析法，借助电力系统理论，对变速恒频双馈风力发电技术进行系统性分析，探究其本质和特点。
3. 数学建模法，将变速恒频双馈风电机组的电气、机械和控制等子系统建立数学模型，深入研究各个子系统之间的相互影响。
4. 仿真模拟法，采用电力系统仿真软件对系统进行模拟、分析和优化，验证研究结论。
三、研究预期价值通过本研究，预期达到以下价值：1. 深入理解变速恒频双馈风力发电技术的本质和特点，为推广该技术提供更为可靠的理论依据。
2. 通过分析和仿真研究，探究该技术的优势和局限，提出优化建议，为提高其可靠性、稳定性和经济性提供参考。
3. 引入可靠性和经济性评价指标，为风能利用中的决策提供科学依据。
4. 进一步促进清洁能源的发展，为可持续发展做出贡献。
基于无速度传感器控制的双馈风力发电系统研究的开题报告
基于无速度传感器控制的双馈风力发电系统研究的开题报告一、研究背景随着全球能源需求的不断增长，清洁能源的发展呈现出快速增长的趋势。
风力发电作为最广泛使用的清洁能源之一，近年来得到了广泛的发展和应用。
传统的风力发电系统中，常常需要使用速度传感器来感知风速，从而控制风机的转速和功率输出。
然而，速度传感器的可靠性和精度成本较高，并且受到环境因素的影响，管理和维护也较为复杂。
因此，无速度传感器控制的双馈风力发电系统被提出，使得风力发电系统的控制更加灵活、简单、可靠。
二、研究目的本研究旨在开发无速度传感器控制的双馈风力发电系统，研究其基本原理，并进行仿真和实际测试。
具体目标如下：1. 掌握无速度传感器控制的双馈风力发电系统的基本原理和技术原理。
2. 建立双馈风力发电系统的数学模型，并进行系统仿真。
3. 利用MATLAB/Simulink进行仿真实验，验证系统的控制策略和控制效果。
4. 设计制造实验室小型双馈风力发电系统，并进行实验验证。
三、研究内容1. 建立双馈风力发电系统的数学模型根据双馈风机的基本原理，建立其数学模型，包括电机模型、转子电路模型和斩波器模型等。
2. 设计无速度传感器控制系统及其控制策略设计并实现无速度传感器控制系统，包括控制器、斩波器等硬件和控制策略。
3. 利用MATLAB/Simulink进行仿真实验在MATLAB/Simulink平台上进行系统仿真，验证无速度传感器控制的双馈风力发电系统的控制策略和控制效果。
4. 设计制造实验室小型双馈风力发电系统根据仿真结果，设计制造实验室小型双馈风力发电系统，并进行实际测试，并对测试结果进行分析和总结。
四、研究方案1. 系统理论分析和数学模型建立（2周）主要工作包括对双馈风力发电系统的基本原理、控制策略和无速度传感器控制原理进行理论分析，建立系统的数学模型，并进行仿真分析。
2. 硬件设计和控制程序编写（4周）根据系统的数学模型，设计控制器、斩波器等硬件，编写控制程序，并进行实际测试和调试，确保系统正常运行。
无刷双馈风力发电系统的无源性控制研究的开题报告
无刷双馈风力发电系统的无源性控制研究的开题报告一、选题背景随着全球对可再生能源的日益重视和需求增长，风力发电作为其中最为成熟和广泛应用的能源形式之一，受到了越来越多的关注。
然而，由于风力发电存在着风速波动大、发电效率偏低、电力品质问题等技术瓶颈，因此相关技术的研究和发展也变得至关重要。
无刷双馈风力发电系统是一种近年来新兴的风力发电技术，其通过使用双馈电机和功率电子器件，使得转子和定子之间实现了双向的能量传递，具有良好的电网适应性和永磁发电机的高效性能，因此备受关注。
然而，该系统目前普遍存在着转矩波动大、控制困难等问题，需要进一步深入研究。
因此，本研究旨在探究无刷双馈风力发电系统的无源性控制技术，以提高风力发电系统的效率和电力品质，为其在实际应用中发挥更大的作用奠定技术基础。
二、研究内容和研究方法本研究主要围绕无刷双馈风力发电系统的无源性控制展开研究，具体包括以下内容：1. 系统建模和分析：对无刷双馈风力发电系统进行建模和仿真分析，探究其运行特性和问题根源。
2. 控制策略设计：基于系统建模和分析的结果，设计相应的无源性控制策略，以提高转矩平滑性和电力品质。
3. 算法实现和仿真验证：将控制策略实现到控制器中，并进行仿真验证，评估其控制效果和性能表现。
4. 实验测试和分析：在实验平台上进行测试和分析，验证仿真结果的有效性，并进一步展开性能评估和优化研究。
本研究将主要采用仿真分析和实验测试相结合的方法，以探究无刷双馈风力发电系统的无源性控制问题。
三、研究成果和创新点本研究预期将取得以下成果和创新点：1. 对无刷双馈风力发电系统的运行特性和问题根源进行深入分析，提出相应的解决方案。
2. 设计一种无源性控制策略，提高了系统的转矩平滑性和电力品质。
3. 在仿真和实验测试中验证了无源性控制策略的有效性和性能表现，并提出了进一步的性能优化方案。
4. 为无刷双馈风力发电系统的实际应用提供了技术支持和参考。
四、研究计划和预期时间节点本研究的计划和时间节点如下：1. 第一阶段（3个月）：系统建模和分析。
变速恒频双馈风力发电机组电控系统的研究与实现的开题报告
变速恒频双馈风力发电机组电控系统的研究与实现的开题报告一、研究背景及意义风力发电作为一种清洁能源，具有越来越重要的地位。
目前，国内外市场对风力发电的需求正在不断增长，风力发电机组的制造也呈现出越来越大型化、智能化的趋势。
然而，风电场应变情况、气象条件等因素的影响往往导致发电机组的输出功率存在很大的波动，影响了发电效率。
为了解决这一问题，变速恒频双馈风力发电技术应运而生。
该技术通过对发电机转速和电网频率进行联合控制，实现了对输出功率的精准调控，提高了风电场的发电效率。
变速恒频双馈风力发电机组电控系统是该技术的核心部分，其设计优化直接关系到发电机组的性能和效率。
因此，对于电控系统的研究与实现具有重要的意义，可以提高风力发电的经济性和可靠性，促进清洁能源的发展。
二、研究内容和目标本文的研究内容主要包括以下方面：1.分析变速恒频双馈风力发电机组的工作原理及电控系统的组成；2.研究电控系统中的PI调节器、电压控制器、转速控制器等关键性能指标；3.设计电控系统的硬件电路，如偏置供电、滤波器等电路；4.实现电控系统的软件，包括MATLAB/Simulink模型及其控制算法、C语言编程及控制命令编写；5.完成实验验证，对比不同控制方法下的风力发电机组性能表现。
研究的目标是：设计一套稳定可靠的变速恒频双馈风力发电机组电控系统，实现对发电机组性能的精准调控，在实验验证中实现优异的性能表现。
三、研究方法和步骤1.收集、整理文献资料，对变速恒频双馈风力发电技术和电控系统进行深入了解；2.通过建立MATLAB/Simulink模型，研究电控系统中的PID调节器、电压控制器、转速控制器等关键性能指标，并进行参数优化；3.设计电控系统的硬件电路，包括偏置供电、滤波器、信号放大器等电路；4.实现电控系统的软件，包括MATLAB/Simulink模型及其控制算法、C语言编程及控制命令编写；5.实验验证，对比不同控制方法下的风力发电机组性能表现，并分析优化方案。
双馈感应电机变速恒频风力发电系统控制技术研究的开题报告
双馈感应电机变速恒频风力发电系统控制技术研究的开题报告一、研究背景和意义风力发电是一种清洁、可再生、经济的能源资源利用方式，近年来得到了越来越广泛的应用。
但是，由于风速的波动性和风电机转速变化的不可避免性，风力发电系统的变速控制技术成为制约其发展的瓶颈之一。
传统的风力发电系统采用的是直驱式发电机，这种发电机具有体积大、重量重、维护费用高等缺点。
为了解决这些问题，目前双馈感应电机被广泛应用于风力发电系统中，具有结构简单、体积小、运行可靠等优点。
双馈感应电机是一种具有两个转子的感应电机，其转子分别为线圈转子和滑环转子，线圈转子和滑环转子通过两条转子间的定子绕组相连。
与传统的感应电机相比，双馈感应电机具有双重功率，即外部轴上的功率和内部转子上的功率，可以更好地适应风速波动和转速变化的需求，提高了变速控制的灵活性和鲁棒性。
本课题旨在研究双馈感应电机变速恒频风力发电系统的控制技术，通过开展理论分析、掌握相关技术和实验研究，实现风力发电系统的高效、可靠和稳定运行，具有重要的理论和应用价值。
二、研究内容和目标1. 双馈感应电机和变速器原理研究：通过文献调研和理论分析，深入了解双馈感应电机和变速器的结构、工作原理和基本参数。
2. 变速恒频控制技术研究：对变速恒频控制技术的基本原理、控制策略和算法进行系统研究，包括传统的PID控制策略、自适应控制策略等。
3. 变电站接口电路设计：设计符合电网要求的双馈风力发电系统的变电站接口电路，使其满足接入电网的电压、频率和功率因数等标准。
4. 风力发电系统仿真研究：采用Matlab/Simulink软件对双馈感应电机变速恒频风力发电系统进行建模和仿真研究，验证所设计的控制策略和算法的可靠性和有效性。
5. 实验验证与分析：建立试验台，进行系统的实验验证和参数测试，分析系统控制性能和稳定性的优缺点，对系统方案进行优化。
研究目标：1. 获得双馈感应电机变速恒频风力发电系统的工作特性和运行参数。
双馈风力发电机组建模和运行特性研究的开题报告
双馈风力发电机组建模和运行特性研究的开题报告一、选题背景随着新能源产业的快速发展，风力发电已成为重要的清洁能源之一。
作为风力发电的核心部件之一，风力发电机组的性能和可靠性显得尤为重要。
双馈风力发电机组是目前应用最广泛的一种类型，它采用了双回路控制结构，使得发电机的转速与网电频率同步，可以有效地提高转换效率和输出功率。
然而，双馈风力发电机组的建模和运行特性仍然存在一些问题，例如建模过于复杂、控制策略不够灵活等。
因此，对于双馈风力发电机组的建模和运行特性进行深入研究，对于提高风力发电机组的性能和可靠性具有重要意义。
二、研究内容本研究的主要内容包括双馈风力发电机组的建模和运行特性研究。
具体包括以下方面：1. 双馈风力发电机组的基本原理和结构分析，对双馈风力发电机组的运行特性进行深入研究；2. 基于功率平衡和磁路平衡等原理，建立双馈风力发电机组的数学模型，包括转子侧、电网侧和控制模块等；3. 针对双馈风力发电机组的控制策略进行研究，包括转子侧、电网侧以及整机控制等方面，考虑风速和电网故障等外部因素对控制策略的影响；4. 基于Matlab/Simulink等仿真平台，对双馈风力发电机组的建模和控制策略进行仿真和验证。
三、研究意义本研究的主要意义包括：1. 对于双馈风力发电机组的建模和运行特性进行深入研究，有助于提高风力发电机组的性能和可靠性，促进清洁能源的发展；2. 建立双馈风力发电机组的数学模型和控制策略，为双馈风力发电机组的设计和运行提供理论支持；3. 将研究成果应用于实际工程中，对于提高风力发电机组的效率、稳定性和可靠性具有重要意义。
四、研究方法本研究采用文献调研、数学建模、仿真验证等方法进行研究。
具体进行以下步骤：1. 阅读文献资料，系统了解双馈风力发电机组的基本原理、结构、运行特性和控制策略等；2. 建立双馈风力发电机组的数学模型，并进行仿真验证；3. 针对双馈风力发电机组的控制策略进行研究和实验分析；4. 讨论和总结研究结果，提出进一步研究建议。
双馈风电系统低电压穿越技术仿真研究的开题报告
双馈风电系统低电压穿越技术仿真研究的开题报告一、选题背景随着全球化进程的加速和能源危机的严峻，风能已成为全球清洁能源开发的热点。
风电机组作为风电场的核心，其性能对于风电场的整体效益至关重要。
因此，风电技术的研究和发展也日益受到重视。
近年来，由于电网电压的波动和风电机组自身的响应，在风电机组接入电网时，可能出现低电压穿越现象，进而影响电网的稳定性和风电机组的安全运行。
为了解决这一问题，双馈风电系统已被广泛应用。
双馈风电系统在设计上可以增加一个副变频器，使得风电机组在电网电压波动时能够在一定程度上自主调节其输出功率，保证了电网的稳定性，提高了发电效率。
因此，双馈风电系统已成为当前风电技术发展的重点。
二、研究内容本课题旨在对双馈风电系统低电压穿越技术进行仿真研究，具体研究内容包括：（1）双馈风电系统的原理及特点分析，了解双馈风电系统的工作原理和特点。
（2）低电压穿越技术研究，分析低电压穿越的原因和影响，研究双馈风电系统采用低电压穿越技术的工作原理。
（3）基于Matlab/Simulink平台搭建双馈风电系统模型进行仿真，研究双馈风电系统在不同工况下的运行特性。
（4）仿真结果分析，对仿真结果进行分析和评估，验证双馈风电系统低电压穿越技术的有效性。
三、研究意义通过本课题的研究，可以深入了解双馈风电系统低电压穿越技术的原理和特点，为风电技术的进一步发展提供理论借鉴和实践指导。
同时，通过仿真研究，可以评估双馈风电系统在不同工况下的运行特性，预测低电压穿越的发生概率和影响程度，为实际风电场的设计和运营提供技术支持，具有一定的理论和实践意义。
四、研究方法本课题采用文献资料查阅、理论分析和仿真研究相结合的方法。
首先，通过查阅相关文献和分析双馈风电系统的原理及特点，了解其采用低电压穿越技术的工作原理。
其次，在Matlab/Simulink平台上搭建双馈风电系统模型并进行仿真验证。
最后，通过对仿真结果的分析和评估，来验证双馈风电系统低电压穿越技术的有效性。
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【9】陈国呈. PWM逆变技术及应用[M].中国电力出版社，2007.7
【10】（德）斯泰布勒风力发电并网和电能质量[M].机械出版社,2011.1
【11】肖湘宁电能质量分析与控制[M].中国电力出版社，2010.2
4、第8周至第11周，根据老师修改及自己更正撰写论文第二稿，并再次请老师指正并修改；
5、第12周至第14周，继续在请指导老师的指正下完成论文第三稿的撰写；
6、第15周至第16周，在老师的监督及任务书的要求下完成论文的最终撰写，并检查论文的严密性、准确性后制作成PPT，等待毕业答辩。
六、指导教师意见
1．对开题报告的评语
【3】李发海，朱东起.电机学[M]（第四版）.北京：科学出版社，2007
【4】于永源，杨绮雯.电力系统分析[M].北京：中国电力出版社，2007
【5】任永峰双馈风力发电机组柔性并网运行与控制[M].机械工业出版社，2011
【6】苑国封大容量变速恒频双馈异步风力发电机系统实现[J].清华大学2006
【7】都志杰,马丽娜.风力发电[M]（第2章-第4章）.北京：化学工业出版社,2009.8
本科毕业设计开题报告
题目双馈风力发电系统的研究
学生姓名武思同学号0817024067
所在院(系)电气工程学院
专业班级电气082班
指导教师闫群民
2012年3月5日
题目
双馈风力发电系统的研究
一、选题的目的及研究意义
众所周知，能源短缺已经成为全世界面临的首要难题，开发新型洁净能源已经成为各国经济发展的重中之重，我国政府在开发新型环保型能源方面也是下了很大的力气，其中风力发电已成为我国大西北的主要发电形式，而风力发电所使用的发电机可以成为风力发电的灵魂，主要包括双馈异步发电机、永磁直流驱动发电机等目前的风力发电技术多种多样，其中双馈风力发电机因其体积小、变频容量小等众多优点而成为主力机型。前我国已经探明的风能储量约为3226GW，其中可利用风能约为253GW，主要分布在西北、华北、东北的草原和戈壁以及东部和东南沿海及岛屿上，若能将这些能源利用起来，发展前景是非常大的，在响应国家的号召、顺应时代的潮流中，作为风力发电的主力机型，双馈风力发电的研究意义逐渐增大，其发电原理的研究及发展也在风力发电领域占得比例也越来越重。
发展趋势：我国政府为了推动并网风电的商业化发展，2003年9月国家发改委叫确提出我国风电发展的规划目标：2005年全国风电装机容量达到100万KW，2010年全国风电装机容量达到400万kW，2015年全国风电装机容量达到1000万KW，2020年全国风电装机容量达到2000万KW，占全国总装机容量的2％左右。这就意味着在今后5年时问内，每年平均装机容量需达到近60万kW，2010～2015年，需达到近120万KW，2015～2020年，需达到近200万KW，我国风力发电正向计划目标稳步前进，发展前景一片大好。
研究方法：我国风力发电的研究方法主要是理论结合实践，我国各地环境情况不同，因此不同地域对风能的利用需要在强大的科学技术支持下因地制宜，选择适合本地域环境的风力发电方式。
应用领域：双馈风力发电系统因其技术成熟、质量可靠；效率高、性价比优可维护性好；电能质量好，低电压穿越能力强而广泛被应用于大西北的风力发电系统，为祖国西电东送战略目标的实现默默贡献着自己的力量。
1、文献之研究：首先从网上或书本上了解有关风力发电发电系统的基础理论知识、掌握双馈风力发电的运行原理以及掌握PWM调制技术，为论文的设计打好基础。
2、理论分析：根据任务书以及文献设计几套发电系统主电路，并根据具体的主电路设计几套双馈风力发电系统的控制方法，并根据这几套设计方案对风力发电的并网方式以及其对主网大系统的影响选择最合理的一套并考虑提高其输出电能质量的方法。在理论分析中重点在于几套主电路方案的选择以及与其配套的控制方式以及考虑其并网对主电网的影响，在选择时应首先考虑其可行性，其次是经济、环保性。因此在选择时应尽量因地制宜，根据不同的实际情况选择方案，而且需要尽量选择最经济环保的电路元件进行接线。
【12】任清晨风力发电机组工作原理和技术控制[M].机械工业出版社，2010.2
五、毕业设计进程安排
1、第1周至第2周师生面谈，探索所选题目研究方向及其设计思路；
2、第3周，收集资料，阅读任务书，具体安排毕设时间，形成最终开题报告；
3、第4周至第7周收集资料开始形成报告总思路，并撰写初稿给老师初步审核及修改）：
年月日
所在院（系）审查意见：
负责人签字(盖公章)
年月日
我国地大物博，风力资源丰富，中国新能源战略开始把大力发展风力发电设为重点。按照国家规划，未来15年，全国风力发电装机容量将达到2000万至3000万千瓦，风电的优势在于：能力每增加一倍，成本就下降15%，近几年世界风电增长一直保持在30%以上。随着中国风电装机的国产化和发电的规模化，风电成本可望再降。因此风电开始成为越来越多投资者的逐金之地，因此研究和发展风力发电系统具有跨时代的意义。
二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域
发展现状：风力发电是新能源中技术最成熟的、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式，目前其发电成本已接近常规发电方式。中国的风能资源十分丰富。目前，我国的并网型风机主要由国外厂家提供的，大型风机也只能依赖进口或者与外商合作生产。在风机制造水平上，我国生产的最大风电机组功率为750千瓦，国际主流机型兆瓦级风电设备在我国还处于研发阶段。但可以预计，随着兆瓦级风电设备的国产化和成功应用推广，中国即将成为世界风电发展最令人瞩目的国家之一。
3、事实验证分析：根据上述方式用电脑软件进行试验仿真，从实践中分析各个方案的优缺点，并在指导老师的帮助下选择并成功完成一套符合任务书的设计方案。
四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明
【1】王兆安，黄俊.电力电子技术[M](第四版).北京：机械工业出版社，2000
【2】马永翔，王世荣.电力系统继电保护[M].北京：中国林业出版社；北京大学出版社，2006.8
三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明
本课题将要解决的主要问题有：
1、双馈风力发电的主电路
2、风力双馈发电系统的控制方式
3、双馈风力发电的并网方式以及对主电网大系统的影响
4、提出提高输出的电能质量的方法
解决问题的主要方法和手段：
本文将采用文献之研究、理论分析、事实验证分析三种方法。