基于模糊DTC的双馈风力发电机控制技术的研究的任务书.docx

基于模糊DTC的双馈风力发电机控制技术的研究的任务书
任务书
一、选题背景
近年来，随着全球环保意识的增强和油价的不断上涨，风力发电技术得到了广泛的关注和发展。其中，双馈风力发电机是当前应用较广泛的一种类型，其具有功率输出稳定、发电效率高等优点。然而，双馈风力发电机在运行过程中面临许多的挑战，如风速、电网频率和电压等参数波动导致发电机输出功率波动，进而影响发电系统的稳定运行。因此，如何控制双馈风力发电机的输出功率是该领域研究的重要方向之一。
目前，针对双馈风力发电机输出功率控制的方法主要有传统电力控制方法和现代控制技术两类。传统的电力控制方法主要是通过PID控制器来实现双馈风力发电机的功率控制，但是由于环境和负载信息的时间变化等因素，常规控制方法很难得到理想的控制效果。而如今的现代控制技术，如模糊控制、神经网络控制等，由于其具有较强的适应性和鲁棒性，成为了双馈风力发电机功率控制的研究热点。
二、研究目的
本文旨在通过利用现代模糊控制技术，综合考虑双馈风力发电机输出功率受风速、电网频率、电压等因素影响的不确定性因素，实现对其输出功率的控制。
三、研究内容
（1）双馈风力发电机的原理及其特点
介绍双馈风力发电机的工作原理、结构组成、主要参数特征等。
（2）传统PID控制器设计
建立双馈风力发电机的数学模型，设计传统PID控制器，并对其进行仿真实验，分析其控制效果。
（3）模糊控制器的设计
基于模糊控制理论，将模糊集合理论引入到控制系统中，建立模糊控制器模型，并对其进行仿真实验，分析其控制效果。
（4）模糊PID控制器设计
结合传统PID控制器和模糊控制器的优点，设计模糊PID控制器，并对其进行仿真实验，分析其控制效果。
（5）实验验证与分析
通过实际实验对比，分析传统PID控制器、模糊控制器和模糊PID控制器对双馈风力发电机的功率控制效果，并对不同控制策略进行定量评估与分析。
四、预期成果
在本研究中，计划设计并实验验证三种控制策略对双馈风力发电机的功率控制效果的影响，预期取得以下成果：
（1）建立完整的双馈风力发电机电气模型并验证其精确度；
（2）设计传统PID控制器、模糊控制器和模糊PID控制器三种控制策略并进行仿真实验；
（3）通过实验对比，分析三种控制策略对双馈风力发电机功率控制的影响，并进行定量评估与分析；
（4）总结试验结果，得出对双馈风力发电机功率控制的优化策略及建议。
五、研究计划
时间节点|研究任务
2021.9-2021.10|确定研究课题；学习风力发电技术及控制理论
2021.11-2022.1|学习双馈风力发电技术；建立双馈风力发电机电气模型并进行仿真实验
2022.2-2022.3|调研传统PID控制器设计方法；设计传统PID控制器并对其进行仿真实验
2022.4-2022.5|学习模糊控制理论；建立模糊控制器模型并进行仿真实验
2022.6-2022.7|结合传统PID控制器和模糊控制器的优点，设计模糊PID控制器并进行仿真实验
2022.8-2022.9|进行实验对比；分析三种控制策略对双馈风力发电机功率控制的影响，并进行定量评估与分析
2022.10-2022.11|总结试验结果；撰写毕业论文并准备答辩
六、参考文献
[1]范松林.双馈风力发电机组带防风能力的功率控制[D].中国矿业大学（北京）,2020.
[2]LiQ,LiY,LuZ,etal.AdaptiveBacksteppingControlforaDoubly-FedInductionGeneratorBasedonaNonlinearDisturbanceObserver[J].EnergyProcedia,2015,75.
[3]张云峰.双馈感应发电机的控制策略[D].吉林大学,2010.
[4]徐明波,江坤,吕小芳,等.基于模糊DTC的双馈感应发电机电子控制系统[J].电力系统保护与控制,2018,46(02):106-112.