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直驱风电场次同步振荡传播机理与控制策略研究的开题报告
一、研究背景
风力发电已成为世界各国重要的可再生能源之一，在中国也发展迅速。相较于传统燃煤发电等方式，风力发电具有环保、无二氧化碳排放、节能等优势。直驱风电发电机作为当前风电领域的研究热点之一，其转子与发电机同轴布置、无需传动装置等优点具有很大的应用潜力。然而，在直驱风电场中产生的振荡问题，尤其是次同步振荡，已成为影响风力发电场稳定性和经济性的重要问题。
二、研究目的
通过对直驱风电场中次同步振荡的机理与控制策略进行深入研究，提高风力发电场的稳定性和经济性。通过探究传播特性及响应机理，制定相应的控制策略和技术方案，提高直驱风电场的系统可靠性和运行效率。
三、研究内容
1.直驱风电场中次同步振荡的传播机理探究
（1）分析风力发电场中次同步振荡的形成机理及模型构建。
（2）研究次同步振荡传播的数学模型及特征值分析。
2.直驱风电场次同步振荡的控制策略研究
（1）针对直驱风电场的次同步振荡，提出基于自适应滤波的补偿控制策略。
（2）研究策略性能，建立策略稳定性分析模型。
四、研究意义
（1）提高风力发电场的稳定性和经济性。
（2）揭示直驱风电场中次同步振荡的传播机理，为下一步说明振荡控制策略奠定基础。
（3）提出基于自适应滤波的补偿控制策略，为直驱风电场稳定运行提供技术方案和实践依据。
五、研究方法
基于系统分析和控制理论，结合计算机仿真技术，开展理论探究和数值分析，从而深入了解直驱风电场中次同步振荡的机理以及其传播特性。
六、预期成果
（1）揭示直驱风电场中次同步振荡的机理及特性。
（2）提出能够有效控制直驱风电场次同步振荡的自适应滤波补偿控制方案。
（3）实现直驱风电场稳定运行，该方案可为实际风电场建设提供指导与技术支持。
七、研究计划
阶段1（前期准备阶段）
1.确定研究课题。
2.收集直驱发电机相关文献资料。
3.阅读相关论文，熟悉该领域内动态稳定性控制的研究现状。
4.学习该领域内的相关分析和控制工具和软件，如MATLAB，PYTHON等。
5.搭建仿真分析平台。
阶段2（理论探究阶段）
1.提出基于自适应滤波的直驱风电场次同步振荡抑制控制策略。
2.探究次同步振荡的形成机理及模型构建。
3.研究次同步振荡传播的数学模型及特征值分析。
4.就控制策略的性能建立稳定性分析模型。
5.编写仿真程序并进行仿真测试。
阶段3（方案验证阶段）
1.利用仿真平台和实际风电场数据进行验证。
2.对比不同控制方案的效果并分析原因。
3.结合实际运行数据进行分析和总结。
八、参考文献
1.LiJian,ZhaoChuan,LiangYing,MouYifei（2019）.AReviewonModeling,ControlStrategiesandControlMethodsofPermanentMagnetSynchronousGeneratorAppliedontheWindPowerGenerationSystem.45(11):16-25.
2.NogueiraF,PintoC,EstevesP,etal.(2020).OverviewofDirect-DrivePermanentMagnetGeneratorsforWindTurbines.7:E81.
3.LiuH,YuX,MengQ,etal.(2018).WindTurbineGenerators:ControlandMonitoring.NewYork,NY:Springer.
4.WenxiaLiu,HongbinZhang,Yan-xinWu,(2018).ResearchofWindTurbineRotorBladewithActiveAeroelasticControl.ActaEnergiaeSolarisSinica.
5.YanChen,P.C.Xu,andQ.H.Wu,“Controlofwindturbinedirect-driven-synchronous-generator(WTDDSG)withcapsule-basedhydro-pneumaticaccumulators,”InternationalJournalofElectricalPower&EnergySystems,vol.64,pp.954–962,2015.