基于级联式H--桥多电平变流器的可变速抽水蓄能系统的任务书.docx

基于级联式H--桥多电平变流器的可变速抽水蓄能系统的任务书
任务书
一、课题背景
随着能源危机和环境保护意识的逐渐增强，可再生能源逐渐成为世界能源发展的重要方向。水力能作为一种可再生能源被广泛应用于水电站发电和抽水蓄能等领域。在抽水蓄能领域中，可变速抽水蓄能系统因其高效性、可靠性及动态响应优良等特点，已成为研究的热点之一。
当前，国内外抽水蓄能技术已经比较成熟，但是电力系统对新能源资源利用的要求越来越高，需要抽水蓄能系统具有稳定运行、低成本、高效能等特点。而基于级联式H-桥多电平变流器的可变速抽水蓄能系统可以实现无级变速和反馈控制，并获得高质量的输出波形，因此具有很高的应用价值和发展前景。
二、课题目的
本课题旨在研究基于级联式H-桥多电平变流器的可变速抽水蓄能系统，包括该系统的设计、分析、建模、控制及实验验证，对于提升抽水蓄能系统的能效和稳定性具有极大的实用价值。
三、主要研究内容
1.可变速抽水蓄能系统的原理及结构
研究可变速抽水蓄能系统的原理、结构及各部分组成，包括发电机组、水泵组、逆变器、控制系统等。
2.级联式H-桥多电平逆变器的设计及控制
分析级联式H-桥多电平逆变器的工作原理，进行拓扑结构的研究和设计，同时对于该逆变器的控制策略进行综合分析和探索，方便系统控制。
3.可变速抽水蓄能系统的建模及仿真
根据理论，结合实际应用，对可变速抽水蓄能系统进行建模，利用Simulink工具进行仿真模拟，探究不同系统参数间的影响，对系统性能的优化提供理论基础。
4.可变速抽水蓄能系统的控制算法
选择合适的主动功率滤波和p-q理论进行控制，建立系统数学模型，设计系统稳定控制算法，对系统进行电力质量控制和优化，提高系统效率。
5.实验验证
在实验室中搭建实验平台，验证研究的可变速抽水蓄能系统的性能和可靠性，评估系统的优劣和实际应用前景。
四、研究经费及时间
经费：50万元
时间：2年
五、研究成果
本课题的主要成果包括：
1.可变速抽水蓄能系统理论原理及结构研究。
2.级联式H-桥多电平逆变器的设计及控制方法研究。
3.可变速抽水蓄能系统的建模及仿真研究。
4.可变速抽水蓄能系统的控制算法研究。
5.实验平台的建立与实验验证。
六、研究人员配备及任务分工
本研究课题需要电气、水利等相关专业背景的人才配备，具体任务分工如下：
1.课题负责人：负责项目的整体规划、任务分配、阶段评估等工作。
2.水利功率电气工程师：负责可变速抽水蓄能系统的结构设计、水泵的选型、机电特性分析等工作。
3.电力电子工程师：负责级联式H-桥多电平逆变器的设计、控制算法的研究等工作。
4.控制工程师：负责可变速控制算法的研究、建模及仿真等工作。
5.助理研究员：负责实验设计、数据分析、论文撰写等工作。
七、预期效果
本研究的主要预期效果包括：
1.掌握可变速抽水蓄能系统的基本原理和实现方法。
2.获得一种新的高效、安全、稳定、可靠、低成本的可变速抽水蓄能系统。
3.优化系统的电力质量和效率。
4.提高抽水蓄能系统的新能源利用效率，促进节能减排，为可持续发展做出贡献。