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模型预测控制在风电场无功电压调节中的应用研究的开题报告
一、选题的意义
风力发电已成为国家可再生能源发展中的重要组成部分。然而，由于风力发电与弃风现象的存在，风力发电集中在密集风区，如海上风电场和内陆风电场等。由于风力发电对电网无功的支撑率比较低，会对电网稳定性造成影响，因此需要在风电场进行无功电压调节。
传统的无功电压调节方法通常是根据风电场电流变压器的额定容量与蓄电池容量来确定风电场的无功发电机组的容量。但是，由于电量和电压的不确定性，这种传统的方法并不能满足电网无功调节的要求，且经常需要动态调整，导致成本相对较高。而模型预测控制在无功电压调节中具有预测未来电网状态和优化调整策略等优势，因此可以应用到风电场无功电压调节中。
二、选题的研究目的
本文旨在研究模型预测控制在风电场无功电压调节中的应用，通过构建数学模型和算法，建立风电场无功电压调节的预测模型和控制模型，实现对电网无功状态的精确预测，并提出针对性的无功发电机组调节策略，从而实现风电场无功电压的最优控制。
三、研究内容和方法
1.建立电网无功状态预测模型：通过对历史数据进行分析和建模，利用时间序列预测方法，建立电网无功状态的预测模型。在预测模型中，考虑诸如电网负荷、天气等外部因素，尽可能精确地预测未来电网状态。
2.建立无功发电机组控制模型：通过对风电场的无功发电机组进行建模和分析，采用基于状态空间方法构建模型预测控制模型并实现对无功发电机组的精确控制。在建立控制模型时，还需要考虑诸如电容、电阻等相关参数，用以优化模型效果。
3.实验和模拟分析：通过对实验数据和模拟数据的分析和评估，检验所建立的无功电压调节模型的可行性和有效性，提出改进意见和建议。同时，在模拟数据上进行优化分析，实现最优化无功电压控制模型的构建。
四、预期研究成果
本研究的预期成果包括：
1.建立风电场无功电压调节预测模型和控制模型，提出针对这些模型的调节策略，实现对风电场无功电压的最优控制。
2.通过实验和模拟数据的分析，评估所建模型的成果和效果，并提出改进意见和建议。
3.在风电场无功电压调节中实现更好的控制效果和经济效益，并有望为未来的电网无功调节提供新的思路和方案。
五、论文的结构安排
本文的结构安排如下：
第一章：绪论。介绍选题的意义和研究目的，以及相关研究现状和国内外研究动态。
第二章：风电场无功电压调节的理论基础。阐述风电场无功电压调节的相关理论和基础知识，为后续研究提供理论支撑。
第三章：模型预测控制的概述。介绍模型预测控制的基本概念和原理，为后续的算法设计提供参考。
第四章：所建立的风电场无功电压调节模型。具体阐述所建立的风电场无功电压调节模型和模型预测控制算法，并说明该模型实现无功电压控制的方式。
第五章：模型预测控制的实验和模拟。对实验和模拟数据进行分析和评估，验证所建模型的成果和效果，并提出改进意见和建议。
第六章：结论。总结本文的研究内容和成果，并对未来的研究和应用进行展望。