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飞轮储能系统在风力发电系统中的应用研究的开题报告
一、选题背景
随着全球对清洁能源的需求日益增长，风力发电逐渐成为替代传统能源的一种理想选择。然而，风能发电存在一个不可避免的问题：不稳定性。风能的产生受到自然因素如风速，风向等的影响，因此风力发电的输出很难保持稳定。这对电网的稳定性会产生一定的影响，因此如何解决风力发电系统的不稳定性问题成为了一个必须解决的技术难题。
二、研究内容
飞轮储能系统（FlywheelEnergyStorageSystem）是一种能够将机械能转化为电能的能量储存器，可以用于解决风能发电不稳定性问题。本研究将主要从以下几个方面进行探讨：
1.飞轮储能系统的工作原理和结构
飞轮储能系统由飞轮、轴承、电机/发电机等组成，其核心部分是飞轮。本研究将对飞轮储能系统的工作原理、结构进行详细介绍。
2.风力发电和飞轮储能系统的耦合特性及控制方法
本研究将探讨风力发电和飞轮储能系统之间的耦合特性，以及如何通过控制飞轮储能系统的电机/发电机运行状态来协同调节风力发电系统的输出功率，从而实现稳定输出并使之更好的融入电网。
3.飞轮储能系统的优势和劣势
本研究将结合实际情况对飞轮储能系统的优缺点进行分析和讨论。
4.实验研究与仿真模拟
本研究将使用仿真工具建立风力发电与飞轮储能系统的模型，通过对不同工况的仿真分析，验证策略的有效性，并进行实验研究，对实验结果进行分析。
三、研究意义
本研究可以探究如何使用飞轮储能系统解决风力发电不稳定性问题。解决风力发电不稳定性问题，有助于提高风能发电的可靠性和稳定性，并进一步促进清洁能源的发展。本研究探索出的用于协调调节风力发电的飞轮储能系统和电网之间的关系，对于风力发电的实际应用也将产生现实意义。
四、预期成果
本研究的预期成果包括：
1.进一步了解飞轮储能系统的工作原理和结构，以及其在风能发电系统中的应用；
2.探究风力发电和飞轮储能系统之间的耦合特性，并研究相应的控制策略；
3.对飞轮储能系统的优缺点进行分析和讨论，并提出有效的解决方案；
4.验证所提出的控制策略在实验研究与仿真模拟中的有效性。
五、研究方法
本研究将采用文献研究、模型仿真和实验研究等方法来完成本研究任务。具体研究方法如下：
1.文献研究
通过查阅国内外文献，了解飞轮储能系统的基本原理，并运用文献中的方法和技术，深入探索如何将其应用于风力发电系统，并探究其优劣之处。
2.模型建立和仿真分析
通过仿真建立出不同工况下风力发电系统和飞轮储能系统的数学模型，并运用仿真工具，对系统的运行状况进行仿真分析，制定协同控制策略。
3.实验设计
设计实验平台完成实验研究，对仿真结论进行一定程度的验证，提高实验结果的可靠性。
六、论文结构和安排
本研究将分为以下几个部分：
1.绪论
2.飞轮储能系统基本原理和结构
3.风力发电系统和飞轮储能系统的耦合特性及控制策略
4.飞轮储能系统的优势和劣势
5.实验研究与仿真模拟
6.结论与展望
七、参考文献
[1]GadsdenSA.AdvancedFlywheelEnergyStorageTechnologyforStabilizationofPowerSystemsWithHighWindPenetration[C]//2011IEEEPowerandEnergySocietyGeneralMeeting.IEEE,2011:1-6.
[2]RajakarunaS,PereraMR.Integrationofflywheelenergystoragesystemswithwindfarmsoperatinginpowergridislands[J].IETRenewablePowerGeneration,2012,6(5):358-369.
[3]PetrovicVS,JakšićDM,JerkićDM.ControlofFlywheelEnergyStorageSystemsfor(De)StabilizationofWindEnergyConversionSystem[C]//201523rdTelecommunicationsForum(TELFOR).IEEE,2015:1075-1078.
[4]陈程,张金峰,梁轶.风力发电和飞轮储能系统的耦合特性研究[J].可再生能源,2017,35(7):969-974.
[5]邹琼,詹春荣.飞轮储能技术在风力发电系统中的应用及发展趋势[J].电力与能源,2016,38(1):69-73.