直驱风电场次超同步振荡动态特性及控制策略研究的开题报告.docx

直驱风电场次超同步振荡动态特性及控制策略研究的开题报告
一、选题背景
风电已成为当今可再生能源中最为重要的一种，并于最近几年得到了飞速发展。同时，随着风电的增长，风电场的规模也在逐年扩大，传统的下驱发电机逐渐被高速直驱发电机所替代。直驱风电机组因其结构简单，效率高等优势逐渐成为行业的发展方向。
然而，直驱风电机组也存在一定的问题，其中最为突出的便是超同步振荡问题。由于直驱风电机组的响应速度相较于下驱风电机组更为灵敏，因此在风场的布置和运行过程中，容易因为风场的非均匀性和负载的突变等原因，发生超同步振荡现象，严重危及风力发电系统的稳定性，同时会对电网的质量和稳定性产生较大影响。
因此，针对直驱风电场的超同步振荡问题，需要开展相关研究，为提高风电场的稳定性和电网的质量和稳定性提供理论依据和实验基础。
二、研究目的
本研究旨在探索直驱风电场的超同步振荡动态特性及其控制策略。具体研究目的包括：
1.分析直驱风电场超同步振荡的机理和规律，建立系统的动态模型。
2.研究直驱风电场动态特性，探讨超同步振荡过程中各参数的变化规律以及相互之间的关系。
3.设计合理的控制策略，对直驱风电场进行控制和调节，以保证系统的稳定性和可靠性。
4.基于理论分析和仿真实验，探索解决直驱风电场超同步振荡问题的最优方案。
三、研究内容和方法
1.直驱风电场超同步振荡机理及动态模型分析
采用系统理论的方法对直驱风电场的超同步振荡机理和动态模型进行分析。基于对直驱风电场动力学特性的认识，考虑转矩响应特性、振动响应特性等，建立直驱风电场的动态模型。
2.直驱风电场动态特性分析
使用MATLAB等软件对建立的直驱风电场动态模型进行仿真分析，探讨超同步振荡过程中各参数的变化规律以及相互之间的关系。通过对各参数变化的分析，为设计合理的控制策略提供依据。
3.直驱风电场的控制策略设计
在分析直驱风电场动态特性和超同步振荡机理的基础上，设计合理的控制策略。主要包括：基于PID控制器的功率控制策略、基于广义预测控制的变桨角控制策略、基于模型参考自适应控制的转速控制策略等。
4.仿真实验及结果分析
通过在MATLAB等仿真软件中建立直驱风电场的模型，实现各项控制策略的仿真实验。通过对仿真实验数据的分析，比较各种控制策略的优劣，寻找最优策略。
四、预期成果
本研究的预期成果如下：
1.建立了直驱风电场超同步振荡的动态模型，分析了系统的振荡机理和规律。
2.分析直驱风电场动态特性，探讨了超同步振荡过程中各参数的变化规律以及相互之间的关系。
3.设计了合理的直驱风电场控制策略，包括功率控制、变桨角控制以及转速控制策略。
4.通过仿真实验比较不同控制策略的优劣，为直驱风电场超同步振荡问题的解决提供了理论依据和实验基础。
五、结论
通过对直驱风电场超同步振荡动态特性及控制策略的研究，可以为提高风电场的稳定性和电网的质量和稳定性提供理论依据和实验基础。同时，本研究还可为探索风力发电系统的优化方案，提高风电机组的效率和可靠性等方面提供重要参考。