风力机半物理仿真实验平台的研究与设计的任务书.docx

风力机半物理仿真实验平台的研究与设计的任务书
任务书
一、任务背景
随着全球对可再生能源的需求越来越大，风能作为其中之一的重要方向，得到了广泛的关注和应用。由于风能的可再生、无污染、可持续的特点，其开发利用已逐步成为国家能源发展的重点。其中，风力发电是最为主流的一种方式。风力机是实现风力发电的关键装备，其性能和可靠性的稳定是各国能源政策和经济发展的关键所在。因此，研究风力机的性能、可靠性和控制策略，建立风力机的半物理仿真平台，是目前亟待解决的问题。
二、任务目的
本次任务旨在利用现代数学、计算机技术和计算机仿真技术，设计和开发一款具有高性能、高逼真度、低成本和易操作的风力机半物理仿真实验平台，实现风力机在不同环境下的性能测试和控制策略的模拟和优化。
三、任务内容
1.确立风力机半物理仿真实验平台的系统框架和技术路线；
2.确定风力机的模型和仿真方法，建立相应的计算模型，包括风轮、轴承、齿轮、发电机、控制系统等组成的完整系统；
3.设计并制作风力机的实物模型，包括风轮、轴承、齿轮、发电机、控制系统等部分，可动态模拟风力机的运行过程；
4.搭建半物理仿真实验平台的硬件环境，包括传感器、执行机构、控制装置等，实现对风力机的实时监测、控制和数据采集；
5.开发半物理仿真实验平台的软件系统，包括数据处理、模型仿真、操作界面和用户交互等模块，提供直观、友好的操作界面和实验环境；
6.对半物理仿真实验平台进行系统测试和性能验证，分析实验数据并模拟不同工况下风力机的性能和控制效果，验证半物理仿真实验平台的可行性和有效性。
四、任务要求
1.对风能发电原理、风力机设备和控制策略等方面有一定的了解和研究经验，熟悉MATLAB/Simulink和ADAMS等仿真软件的使用；
2.精通机械设计、电气控制等领域的知识，有相关的设计和制造经验；
3.具备较强的创新能力和实践能力，能够独立或协作完成平台的设计、制作、测试和分析等任务；
4.能够准确把握任务进度和质量，撰写相关的技术报告和研究论文；
5.具备团队合作精神，能够与团队成员和相关工程技术人员协作，达成任务目标。
五、预期成果
1.一份完整的风力机半物理仿真实验平台设计方案的报告；
2.一份风力机实物模型的设计图纸和制作过程的记录；
3.一组半物理仿真实验平台的系统软件和硬件的设计和开发工程文件；
4.至少一份与风力机性能和控制相关的研究论文或技术报告，表述实验结果和分析结论。
六、任务时间与预算
任务周期为8个月，预算为30万元。
七、参考文献
[1]王中亚，金福宝，张海斌，等.风力机系统仿真与控制[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]张宁.基于MATLAB/Simulink的风力机控制策略研究[D].浙江大学，2016:1-100.
[3]QuangDoan,EunkyungPark.AninvestigationofdynamicmodelingofawindturbinegearboxusingADAMS[J].RenewableEnergy,2019,142:290-303.