基于矩阵变换器的双馈风力发电系统功率控制研究的开题报告.docx

基于矩阵变换器的双馈风力发电系统功率控制研究的开题报告
一、选题背景与意义
随着全球能源危机的加剧，新能源的研究与开发成为全球研究的热点。而风力发电作为其之一的重要方向，正逐渐成为解决全球能源问题的主要方法。风力发电系统由风力发电机、变换器和电力系统组成。其中变换器可转换发电机输出的交流电至与公用电网同频的电能。在发电机的输出功率与风力的变化之间存在一定的耦合关系，即当风力发生变化时，发电机发起的电压、电流和频率等参数都会发生变化，因此需要对风力发电系统进行功率控制，确保其可靠性和稳定性，提高其经济性。
本文选题是基于矩阵变换器的双馈风力发电系统功率控制研究。传统的风力发电机通常采用异步发电机，输出功率不够稳定，且容易出现高谐波等问题。而双馈风力发电机则可以提高风力利用率，增加输出功率，同时克服上述问题，提高了风力发电系统的效率。本文研究的基于矩阵变换器的控制器能够调整输出电压、电流和频率等参数，实现风力系统的功率控制，提高其效率和可靠性，具有重要的研究和应用价值。
二、研究思路和方法
1.分析风力发电系统与双馈风力发电系统的结构和工作原理，以及目前国内外研究状况，了解其主要问题及解决方法。
2.设计双馈风力发电系统的矩阵变换器控制器，实现对风力系统输出电压、电流和频率等参数的调节。
3.建立双馈风力发电系统的动态数学模型，分析其输出功率与风速之间的关系，研究功率控制策略。
4.在Matlab/Simulink等软件平台上建立模型，进行仿真和分析，验证所设计的控制器在不同风速下的功率控制能力。
5.在实验室内建立双馈风力发电系统试验台，对控制器进行实验验证。
三、预期成果
1.对基于矩阵变换器的双馈风力发电系统的功率控制机理进行分析，阐明功率控制策略的原理和实现方法。
2.设计实现了基于矩阵变换器的双馈风力发电系统的控制器，并进行了仿真和实验验证。验证了所设计的控制器在不同风速下的功率控制能力及系统稳定性。
3.探索了双馈风力发电系统的改进和优化方案，提高了风力发电系统的效率和可靠性。
四、可行性分析
本研究计划在Matlab/Simulink等软件平台上建立模型，进行仿真和分析，有较好的可行性。同时，在实验室内建立双馈风力发电系统试验台进行实验验证，可加深对控制器的认识，同时验证其控制能力和稳定性。另外，本研究所在的学校拥有先进的实验设备和优秀的研究团队，能够为本研究提供必要的条件和支持。
五、研究的意义和价值
基于矩阵变换器的双馈风力发电系统功率控制研究，可以提高风力发电系统的效率和可靠性，减少负载损失，改善公司的经济效益和环境效益。该研究对于推广风能资源的合理利用，保障国家能源安全和环保发展，具有重要的实际意义和发展价值。