风电场有功优化及控制策略研究的任务书.docx

风电场有功优化及控制策略研究的任务书
任务书
一、选题背景及研究意义
风电是指利用风能作为动力源将其转化为电能的过程。随着能源危机不断加剧和环境保护意识的提高，风电的开发与应用得到了广泛关注。然而，风电场存在的问题和挑战也愈加显著。其中，风电场功率波动和电网接入等是目前亟待解决的问题。
随着风电场规模的不断扩大和复杂度的增加，如何实现风电场有功优化和控制策略的研究成为了重要的研究领域。风电场有功优化和控制是指在保证电网稳定运行的前提下，最大化风电场向电网输出的有功功率，实现风电场的高效利用和稳定性能。
本研究的主要意义在于：
1.对风电场有功优化和控制策略进行深入研究，提高风电场的能量输出效率。
2.有效地应对电网峰谷负荷波动和电网故障，提高风电场的安全运行性能。
3.推动新能源研究和应用，促进我国能源结构调整和可持续发展。
二、研究内容和目标
本研究主要研究风电场有功优化和控制策略。研究包括：
（1）风电场功率波动特性分析，建立针对风电场的数学模型，并进行参数仿真；
（2）设计风电场有功优化控制策略，采用最优化方法和PID控制方法等进行优化控制；
（3）实验验证研究结果，评估研究成果的有效性和可行性。
本研究的主要目标：
（1）分析研究风电场功率波动特性，建立相应的数学模型，并进行仿真与验证；
（2）设计并实现风电场有功优化控制策略，提高风电场的能量输出效率和稳定性能；
（3）在实验平台上验证研究成果，并进行性能评估和可行性分析。
三、研究方法和技术路线
1.风电场功率波动分析
（1）分析风力发电机的气动特性和机械特性，建立风力发电机数学模型。
（2）基于Matlab/Simulink平台，建立风电场的模型，对其的功率波动特性进行分析和仿真。
（3）对风电场的功率波动特性进行分析和评估，掌握其规律和特征。
2.风电场有功优化控制策略设计
（1）根据风电场功率波动特性，设计风电场有功优化控制策略。可采用最优化控制方法和PID控制方法等。
（2）建立风电场有功优化控制器的数学模型，进行仿真验证。
（3）进行控制效果评估和性能分析，优化控制策略的参数和算法。
3.实验验证和性能评估
（1）基于实验平台，进行风电场有功优化控制策略的验证实验。
（2）结合仿真和实验结果，进行效果评估和性能分析。
（3）总结研究成果，分析其可行性和实用性。
四、主要参考文献
1.叶小文.风力发电机功率波动性分析[J].电力系统保护与控制，2017(05):25-32.
2.马继元，张岳福.风力发电场功率优化控制策略的研究[J].电气传动，2018(07):34-40.
3.欧楚龙，王宏伟.基于最优控制的风力发电场输出控制策略[J].电网与清洁能源，2019(01):43-50.
五、进度安排
第一年
1.完成风电场功率波动特性分析和数学模型建立。
2.完成风电场有功优化控制策略的设计和仿真。
3.完成实验平台的搭建和实验方案的制定。
第二年
1.完成风电场有功优化控制策略的验证实验。
2.对实验数据进行分析和处理。
3.分析研究成果的可行性和实用性。
第三年
1.完成研究成果的总结和论文撰写。
2.参加学术会议，展示研究成果和交流学术经验。
3.准备毕业论文。
六、预期成果
（1）风电场功率波动特性分析和建模方法。
（2）风电场有功优化控制策略设计和验证方法。
（3）风电场有功优化控制器的实现方法和性能评估方法。
（4）相关数据和实验结果。
（5）学术论文和发表文章。
七、人员和经费安排
本课题拟由一名硕士研究生主持实施，指导教师一名。研究经费预计为30万元，其中，设备费预计为20万元，材料和差旅费预计为10万元。研究期限为三年，预计2023年完成。
八、研究成果的应用前景
本研究成果对于提高风电场的能量输出效率和稳定性能具有重要意义。成果可以推广应用于实际的风电场建设中，实现风电场的高效利用和稳定性能。同时，成果对于风电发电机的设计和应用也具有指导意义。