双馈变速恒频风力发电系统几类控制问题的研究的任务书.docx

双馈变速恒频风力发电系统几类控制问题的研究的任务书
任务书
一、任务背景
随着全球对于清洁能源的需求不断增加，风力发电逐渐成为最具发展潜力的清洁能源之一，其具有环保、可再生、易于开发等特点，能有效缓解能源紧缺问题，满足可持续发展的需求。在风力发电中，双馈变速风电机组被广泛应用，其性能稳定、运行可靠。然而，在实际应用中，双馈变速风电机组的控制问题受到越来越多的关注。双馈变速恒频风力发电控制面临诸多问题，如调节系统设计、最优控制方法研究、感应机电磁暂态分析、电力电子装置应用等。
二、研究目的
本次研究拟对双馈变速恒频风力发电系统控制问题进行研究，具体目的如下：
1.研究双馈变速恒频风力发电调节系统设计原理，并探讨其稳态性能。
2.探究最优控制方法在双馈变速恒频风力发电中的应用，提高控制精度。
3.分析感应机电磁暂态问题，并研究解决方案，保障电机的运行稳定性。
4.研究电力电子装置在双馈变速恒频风力发电中的应用，以提高整个系统的效率。
三、研究内容
1.双馈变速恒频风力发电调节系统设计原理的研究
该部分的研究内容包括：
（1）双馈变速恒频风力发电系统的结构和运行原理。
（2）各个控制系统的功能与作用，包括电网调节、转速调节、功率调节等。
（3）增加模型的复杂度，考虑市电侧电极的电容和阻抗、电网电感成分和电压等因素，以提高控制稳定性能。
2.最优控制方法在双馈变速恒频风力发电中的应用
该部分的研究内容包括：
（1）评估现有最优控制方法在双馈变速恒频风电机组上的适用性。
（2）组合考虑机械特性和电气特性，分析电气负载和机械负载的匹配关系，增加系统控制的精度。
3.感应电机电磁暂态分析
该部分的研究内容包括：
（1）感应电机的电磁特性与运动模型的确定。
（2）讨论其电磁暂态特性、转子间电流关系以及耦合问题。
（3）研究感应电机电磁暂态问题的解决方案，提高双馈变速恒频风电机组的运行稳定性和可靠性。
4.电力电子装置在双馈变速恒频风力发电中的应用
该部分的研究内容包括：
（1）研究电力电子装置的种类、原理和结构，以及其在双馈变速恒频风电机组中的应用。
（2）探讨电压换流器和流量控制装置等电力电子装置的控制策略及相应的性能评价。
（3）提出优化电力电子装置拓扑结构的方案，以提高风电机组的转换效率和功率质量。
四、研究意义
本次研究的成果将有助于解决双馈变速恒频风力发电系统控制问题，具体如下：
1.对双馈变速恒频风力发电调节系统设计原理的研究，有望提高风电机组的运行稳定性和可靠性。
2.最优控制方法的引入，可以提高双馈变速恒频风电机组的控制精度和效率。
3.通过分析感应机电磁暂态问题，提出相应的解决方案，有望提高风电机组的运行稳定性和可靠性。
4.电力电子装置的应用，有助于提高风电机组的效率、可靠性和功率质量。
五、研究步骤
1.收集国内外有关双馈变速恒频风力发电系统控制问题的文献资料。
2.分析双馈变速恒频风力发电系统的运行原理，明确各个控制系统对机组运行的影响。
3.在Matlab/Simulink环境下，建立双馈变速恒频风力发电系统数学模型，验证调节系统的可行性。
4.改进现有最优控制方法，将其应用于双馈变速恒频风电机组，提高系统控制的精度。
5.基于暂态电磁分析理论，分析感应电机电磁暂态问题，提出解决方案，保障风电机组的稳定运行。
6.研究电力电子装置的种类、原理和结构，提出优化方案，以提高风电机组转换效率和功率质量。
7.撰写研究报告，并就相关问题进行深入讨论。
六、研究时间计划
本次研究拟按如下时间计划进行：
1.确定研究题目和具体内容，完成相关文献调研，耗时1周。
2.双馈变速恒频风力发电调节系统设计原理的研究，耗时2周。
3.最优控制方法在双馈变速恒频风力发电中的应用，耗时3周。
4.感应电机电磁暂态分析，耗时3周。
5.电力电子装置在双馈变速恒频风力发电中的应用，耗时4周。
6.研究报告的撰写与总结，耗时3周。
七、研究经费
本次研究经费预算为10万元，在研究过程中，按需要适当调整。主要包括材料费、出版费、差旅费、装备折旧等。
八、研究成果
1.发表学术论文2~3篇。
2.申请相关专利1~2项。
3.撰写研究报告1份。
4.制作研究成果展板1份。