变速恒频无刷双馈风力发电机直接转矩控制研究的任务书.docx

变速恒频无刷双馈风力发电机直接转矩控制研究的任务书
任务书
一、课题背景及研究意义
动力电子技术和控制技术的不断发展，推动了风力发电技术的持续提升和普及。在风力发电系统中，风力发电机是一个核心部件，其效率和可靠性对整个系统的运行和发电效率有重要的影响。传统的电磁电学式风力发电机存在转矩波动大、噪音高、维护成本大等问题，而无刷式双馈风力发电机可有效解决这些问题。然而，现有的双馈风力发电机控制方法在实现直接转矩控制和提高系统性能方面亟需改进和深入研究。
因此，本课题旨在研究变速恒频无刷双馈风力发电机的直接转矩控制，改善现行控制方法的不足，提高其转矩平滑性、系统响应速度和稳定性，为风力发电系统运行的高效、可靠提供技术支持和保障。
二、研究内容
1.分析双馈风力发电机的工作原理和特点，确定研究目标和控制策略；
2.设计无刷双馈风力发电机转矩控制系统的硬件电路和控制算法，包括变频控制和闭环控制；
3.建立双馈风力发电机直接转矩控制系统的仿真模型，并对控制算法进行仿真验证和优化；
4.进行实验验证，在实际双馈风力发电机上进行控制算法的实现和性能测试，包括转速、转矩、响应速度等指标的测量和分析；
5.对研究结果进行分析和总结，进一步改进控制算法，提高风力发电系统的性能。
三、研究方法及技术路线
本课题主要采用理论分析、控制算法设计、仿真验证和实验研究等综合方法，以变速恒频无刷双馈风力发电机为核心研究对象，构建直接转矩控制系统。具体技术路线如下：
1.文献综述：综合已有文献，深入了解双馈风力发电机的工作原理、电气、机械特性和现有控制方法的基础上，确定研究目标和控制策略。
2.控制算法设计：基于双馈风力发电机直接转矩控制系统的需求，设计可行的控制算法，包括变频控制和闭环控制等。
3.仿真验证：利用MATLAB/Simulink等建立双馈风力发电机直接转矩控制系统的仿真模型，验证所设计控制算法的有效性和性能。
4.实验研究：在实际双馈风力发电机上实现所设计的控制算法，进行性能测试，包括转速、转矩、响应速度等指标的测量和分析。
5.结果分析和改进：对研究结果进行分析和总结，进一步改进控制算法，提高风力发电系统的性能。
四、研究计划及进度安排
本课题计划工作周期为18个月，具体进度安排如下：
第1-2个月：文献综述及理论分析，确定控制策略
第3-6个月：控制算法设计及仿真验证
第7-12个月：硬件电路设计及系统组装，开展实验研究
第13-15个月：数据分析和控制算法改进
第16-18个月：研究成果总结和论文撰写
五、预期成果
1.获得无刷双馈风力发电机直接转矩控制系统的关键技术和经验，为风力发电领域及控制领域提供参考；
2.完成双馈风力发电机直接转矩控制系统的硬件电路设计和控制算法设计，并进行仿真验证和实验研究，提高系统稳定性和性能；
3.发表相关学术论文，并将研究成果应用于实际风力发电系统中，产生经济效益和社会效益。