附件b开题报告

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1、重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件附件B：开题报告附件B：毕业设计（论文）开题报告1、课题的目的及意义1.1研究意义：在全球能源趋紧和节能减排双重重压之下，包括风能、水能、生物质能、太阳能等在内的新型可再生能源受到无比青睐。风能作为可再生能源的重要类别，具有蕴藏量巨大、可再生、分布广、无污染等特性，使得风电成为可再生能源发展的重要方向[1]。相对于价格偏高的太阳能发电和已经接近饱和的水电资源，风力发电成为最受追捧的“宠儿”。近几年，风电发展更为迅速，开始从“补充能源”朝“战略替代能源”方向发展[2]。我国风能资源丰富，据全国第三

2、次风能资源普查结果表明，我国陆地可以开发6～10亿千瓦风电；海上风能资源初步估计将达到1～2亿千瓦的可装机容量。近年来我国的风电发展可谓是“快马加鞭”，尤其2006年实施《可再生能源法》后，连续两年的增长速度超过100%。2007年我国风电累计装机容量约为590万千瓦，是2006年累计装机容量260万千瓦的两倍多[2]。据《2008中国风电发展报告》保守预计到2010年，我国风电总装机容量将达到1000万千瓦，到2020年，总装机容量将达到7000万千瓦[3]。另外，据国家能源办公室最新报道，我国下一步将重点加快百万千瓦风电场的建

3、设，同时建设甘肃河西走廊、苏北沿海和内蒙古3个千万千瓦级风电基地，打造“风电三峡工程”。虽然近些年来我国风电发展迅速，目前兆瓦级以下的大型风电机组已能自主生产，但多为定桨距恒速恒频异步发电机组，且和国外市场的成熟度、技术的先进性和能源结构的合理性方面还有一定的差距。虽然在本世纪初，在“十五”国家863计划资助下，我国开始了兆瓦级变速恒频风电机组研制，但研发中仍有许多基础理论、关键技术和工程实现方面的核心难点尚未清楚，值得进一步深入研究和分析。因此结合国内外风力发电技术的趋势和现状，本课题将围绕双馈风力发电系统的功率解耦控制策略、最

4、大风能捕获策略、以及变桨距控制策略展开研究，并通过Matlab/Simulink仿真软件进行仿真分析。1.2研究现状分析1.2.1双馈式风力发电机组B7重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件附件B：开题报告常规的同步发电机采用直流励磁方式，而异步发电机没有励磁绕组，其激磁通过定子取自电网。随着电力电子技术和数字控制技术的迅速发展，人们在寻求新的途径解决电力系统稳定和无功问题的时候，提出了采用交流励磁发电机取代常规同步发电机的设想，并取得了一定成果[4]-[5]。这种发电机转子具有三相励磁绕组结构。当通以某一频率（转差频率）的交流电时

5、，就会产生一个相对转子旋转的磁场，转子的实际转速加上交流励磁产生的旋转磁场所对应的转速等于同步转速，则在电机气隙中形成一个同步旋转磁场，在定子侧感应出同步频率的感应电势。从定子侧看，这与同步发电机直流励磁的转子以同步转速旋转时，在电机气隙中形成一个同步旋转的磁场是等效的。并通过改变励磁电流的频率来改变发电机的转速，以达到调速的目的，从而按最佳运行方式调整发电机运行功率；通过改变励磁电流的相位，来改变发电机的空载电势与电网电压矢量之间的相对位置，从而改变发电机的功率角。因此，通过调节励磁电流，不仅可以调节发电机的无功功率，也可以调节

6、发电机的有功功率。由于这种发电机定、转子都外接电源，因此许多文献把这种交流励磁发电机称作双馈发电机（下称DFIG，doubly-fedinductiongenerator）或交流励磁发电机[4]-[5]。由DFIG构成的变速恒频控制方案在转子电路实现。流过转子回路的功率是DFIG的转速运行范围所决定的转差功率，该转差功率仅为定子额定功率的一小部分。因此，和转子绕组相连的励磁变频器的容量也仅为发电机容量的一小部分，变频器的体积和重量大大降低。正因为DFIG具有良好的转速适应能力，能实现变速恒频发电运行；并拥有独立的有功、无功调节能力

7、；具备深度进相运行能力和良好的稳定运行能力，由DFIG构成的变速恒频风力发电系统已经成为国际上风电方面的研究热点和必然趋势。有关双馈发电机的励磁控制方案以及系统运行性能分析将是本课题重点研究内容。下面就功率解耦控制策略、最大风能捕获策略和风力机变桨距控制策略的国内外研究现状进行简单介绍。1.2.2功率解耦控制策略目前，在DFIG定子端口无功功率和有功功率的解耦控制方面已经出现了较多的控制方法，并取得了一定成果。其中较有代表性的包括：MitsutoshiYamamoto等提出了并网型气隙磁场定向控制的双馈发电机数学模型[6]，可实现

8、定子端口有功和无功功率的解耦控制，但该励磁控制模型在推导中忽略了定子漏阻抗和转子漏感，同时近似地认为气隙磁链为常数，在很大程度上造成励磁控制模型的精度下降。另外，在实际控制系统中要准确做到气隙磁场的定向并不容易，控制系统的复杂性将会增加。RPena