基于短时储能的直驱式风电并网系统研究的任务书.docx

基于短时储能的直驱式风电并网系统研究的任务书
任务书
一、背景与意义
随着能源消耗的不断增长以及环境污染的日益加剧，清洁能源的发展越来越受到重视。风能资源是一种零排放的清洁能源，具有充分的可再生性。风电机作为变异瞬时源，其出力存在时、变、小、弱等特点，对系统不稳定性和电压稳定性的影响较大。
因此，为了解决风电发电并网过程中的电能质量问题，实现风电的高效利用，提高其电能质量，减小影响，人们提出了一种利用储能器，使风电机输出功率平稳持续的方法，即基于短时储能的直驱式风电并网系统。
该系统可在一定程度上解决随风转速的风能机输出功率波动的问题，提高风电机组的出力质量和功率因数，进而实现并网接入。同时，研究基于短时储能的直驱式风电并网系统，对于提高我国风电常规运行技术，促进风电的发展，代表了新能源领域的发展方向。
二、研究内容和技术路线
（一）研究内容
1、基于短时储能技术并联电容，改进风电发电机的输出功率波动，提高出力质量。
2、研发适用于中小型风电场的直驱式风电机，兼顾功率因数和电能质量。
3、设计改进风电并网系统，提高电力系统的稳定性和功能。
4、分析直驱式风电机的输出特性和变换器的控制算法，优化系统的整体性能。
（二）技术路线
1、初步选定该并网风电系统的技术路线；
2、寻找对该技术路线的建模方法和适用的算法；
3、研究并联电容技术对风电并网系统的影响；
4、基于Matlab、Simulink等数学仿真工具，对所设计的并网系统进行仿真分析，并得出实验结论；
5、进行实际现场调试和验证实验，以优化系统的工作性能。
三、研究目标及进度安排
（一）研究目标
1、搭建基于短时储能的直驱式风电并网系统实验平台，进行实物验证；
2、设计并开发适用于中小型风电场的直驱式风电机，使其兼顾功率因数和电能质量；
3、研究分析并联电容对风电并网系统的影响，优化风电机的发电能力；
4、进一步提高该并网系统的整体性能和稳定性，为进一步优化系统设计提供数据支撑。
（二）进度安排
本课题计划为期2年，工作进度按以下安排：
第1年：完成对该并网风电系统研究的论文调研，并建立数值模拟模型，开始组建研发团队。
第2年：根据模型和调研，完成实验平台搭建、系统开发及优化等各项工作，向有关单位提交技术评审，并取得批准。
第3年：通过测试验证、改进参数等各项工作，初步形成该并网系统的原型样机，并完成原型机的推广应用，提出研究报告，向有关部门申请专利。
四、研究成果、应用及参考文献
（一）研究成果
1、建立基于短时储能的直驱式风电并网系统的数值模拟模型。
2、设计并开发适用于中小型风电场的直驱式风电机，使其兼顾功率因数和电能质量。
3、研究并分析在风电并网系统中引入并联电容对风电机发电的影响，并通过仿真和实验结果验证其有效性。
4、实测证明基于短时储能的直驱式风电并网系统具有较好的电能质量和功率因数，同时可以较好地解决由风能短时波动造成的电压峰值和大幅度电压波动的问题，提高了电网稳定性。
（二）应用及参考文献
1、将本文研究成果广泛应用于我国风力发电行业，推动我国风电技术的发展。
2、本课题的研究成果可以为企业的研发决策提供参考。
参考文献：
1、李晓光，郑小川，李江涛等，风电直驱式发电机技术研究，现代制造工程，2013年第3期。
2、吴敏，许超，基于风能储能的风电场电能质量改善接入分析，智能科技与工程，2018年第2期。
3、田全福，基于风能储能的风力发电系统研究，现代电力科技，2016年第4期。