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时间:2018-10-10
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1、附件1:湘潭大学信息工程学院毕业设计(论文)开题报告->选题的背景与意义选题的背景:(要说明题目的选择结合了现实中的问题,也考虑了专业方向,这样才符合要求)随着世界能源M题的b益突出,新型能源逐渐的成为了世界科研幵发的热点,例如:风能,水能,核能等等。风作为一种永不枯竭的能源,地球上的风能人人超过水流的能暈,也人于固体燃料和液体燃料能暈的总和。风能的利用不但简单,而且机动灵活,因此有着广阔的发展前景。在偏远,电力供应不方便的地区,风力发电为人W提供了无穷无尽的电力供应。而开关磁阻电机是电机技术与现代电力电子技术、微机控制技术相结合的产物,具有结构简单、坚固、维护量小,功率变换器电路简单、可靠
2、性高,可以在宽广的逨度和负载范围内高效率运行,控制方便、灵活,易于实现叫象限运行起动电流小,启动转矩大,容错能力强,在缺相情况下仍能可靠运行等优点,在现代电力电子技术与微机控制技术的支持下,已在驱动调逨领域得到了广泛运用,在发电领域也受到了越来越多的重视。意义:(对我国某行业、企业等的实用价值,包括提高工作效率、经济效益、理论意义、社会效益、军事效益)就我国的风能资源分布与特征来看,丰富的风能资源与水能资源季W分亦刚好互补,大规模发展风力发电町以一定程度上弥补中国水电冬春两季枯水期发电电力和电量的不足。到2010年底,我国风电装机容量为44.73GW。此外,2011年12月发表的“十二五”能
3、源计划提出,我国将争取使非化石能源在一次能源消费比例中达到11.4%,到2020年使我国非化石能源在一次能源消费比例中达到15%左右。要完成这个目标,我国将大力推动清洁能源的高效利用,并大力开发清洁能源,风电作为其中的一个重要发展方句,未来五年发展潜力巨大。而将幵关磁阻电机和风力结合在一起实现发电,可以利用其体积小、易维护、操作简单等优点实现发电效益的最大化。开关磁阻发电机良好的电机木体结构特性主要表现为:结构简单,坚固,电机转了仅由硅钢片叠成,无电刷,无绕组,无永磁体;定了每极上都绕有集中绕组,由径向相对的每一对极绕组申联构成一相绕组。在风能转换系统中,开关磁阻发电机除了在工程应用中異有较
4、强的成木优势外,其优势还表现为:(1)开关磁阻发电机转动惯量较小,使得风能带动开关磁阻发电机起动吋所需的转矩较小,进而所需起动风速低,系统能够实现&好的动态性能。(2)开关磁阻发电机可做到磁路以及电路上各相相互独立,当某相发生故障吋,通过切除故障相可以保证系统继续运转,冈而具奋较高的可靠性和容错能力,更加适合应用于恶劣风电作业环境屮。(3)丌关磁阻发电机以其良好的幵关特性所体现出的优良的调速性能,使得开关磁阻电机能够应用于各种变速运行场合。特别是在风力发电系统屮,能够适应不同风速稳定运行,配合最大风能跟踪技术,提高了风能利用效率。(4)开关磁阻发电机的输出电压为脉动的直流电,可以采用合理的电
5、压脉动抑制技术,电容滤波器优化及电压反馈调节器相结合的方法使输出电压脉动得到抑制。输出稳定的直流电压通过DC/DC变换器升压至共用直流电网电压,应用于小型风力发电系统中作为分配式电网系统的备用电源,从而提高了智能电网分布式新能源发电系统的电能质量。(5)开关磁限发电机具有灵活的可控参数,如开通角,关断角,励磁电压,发电电压,和电流等,通过软件编程对功率开关管的实时通断来实现对电压、电流的控制。不仅可以方便地实现比较复杂的控制策略,当系统负载发生变化时也能维持较良好的特性。目前从总体來看我岡的风电发展,虽然已经取得了举世瞩A的成就,但还是存在一些问题,井面临着严峻的挑战。那就是我国风电技术与世
6、界先进水平还宥明显差距,必须提高研发和创新能力。为了使发电机组与电网系统柔性连接并网运行,当今世界普遍采用变速恒频发电技术。而开关磁阻发电机系统以其独特的电机木体特性所体现出的优越的调速性能、灵活的控制参数以及高运行效率等表明,该系统具宥较高的研究价值、实用价值以及应用前景。二、设计(研究)的思路与主要内容针对传统小型风力发电系统存在的一些问题,以及开关磁阻电机在风力发电系统应用中的特点,本文以一台1.5RW开关磁阻电机作为研究对象,研究其作为风力发电机运行时的控制特性,主耍完成的工作内容如下:(1)分析开关磁阻电机发电运行的基本原理,针对小型开关磁阻风力发电机的应用特点,设计系统的基本结构
7、,并根据整个系统的结构建立系统的仿真模型,利用仿真模型分析系统的运行特性。(2)根据系统的运行特性,进一步研究SRM发电运行的控制方式和控制算法,针对风力发电机运行速度范围大的特点,而传统的电流控制方式存在高低速问的切换问题,本文提出了一种高低速电流控制方式平猾切换的控制策略,以保证系统在整个速度范围内具有良好的控制性能,同时本文以发电效率为优化目标对控制参数进行优化,实现效率优化控制,从而进一步改善了系统的
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