风力发电的最大功率跟踪控制研究申报书

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1、项目批准号大学生科研训练项目申请书项目名称：风力发电的最大功率跟踪控制研究申请人：朱露所在学院：信息工程学院专业：电气工程及其自动化联系电话：18372503640指导教师:艾青职称电话申报日期：2013年10月23日湖北民族学院教务处制填表说明一、填写立项申请书前，请先咨询指导教师或有关专业教师。申请书的各项内容要求实事求是，逐条认真填写，表达明确、严谨。二、申请书要求一律用A4纸正反打印，一式4份（负责人、指导教师、所在学院、教务处各执一份），于左侧装订。由指导教师和所在院（部）审查并签署意见后报教务处。三、“项目批准号”不填，

2、由学校统一编号。四、如表格不够，可以加附页。一、项目概况项目简况项目名称风力发电的最大功率跟踪控制研究项目类别A、人文社会科学类；B、自然科学类申请经费元起止年月项目组成员姓名专业学号所在学院项目分工本人签字陈科翰电气工程及其自动化031240824信息工程学院陈科翰巩航林电气工程及其自动化031240715信息工程学院龚航林朱露电气工程及其自动化031240827信息工程学院朱露指导教师情况姓名艾青学位　职称研究方向授课名称研究内容概述(限200字以内)针对变速恒频风力发电系统，分析风力机特性及最大风能捕获原理。在额定风速以下通过

3、调节发电机的转矩使转速跟随风速变化以获得最佳叶尖速比；在额定风速以上通过调整桨叶节距，保证额定功率输出而不越限。为了进一步提高风能的利用效率，研究基于功率变化信息的双模糊控制策略，实现最大功率点跟踪控制。项目创新特色概述（50字以内）基于MPPT的最大功率点跟踪控制策略研究。二、项目简介（研究内容、目的意义、具体目标、国内外研究现状分析及评价等）风力发电是新能源中技术最成熟，最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一，可直接与电网联网运行，有利于调整能源结构，所以风力发电成为世界上利用率增长最快的一种可再生能源。风能，作为一种绿

4、色能源，日益受到专家学者的重视。同时风力发电技术也逐渐成为科研人员研究的热点。　国外小型风力发电系统的生产主要在美国、德国、荷兰、瑞典等国家，其技术比较先进，性能稳定，质量可靠，产品设计风速较高，价格也比我国同类产品高出几倍。而在我国，对于小型风力发电机在过去的30多年中，经过全国各有关科研、生产、部门及当地政府的努力，发电机组累计安装达到26万台，其中1988年以前生产9万多台。在这些机组中，绝大部分的功率输出为50W和100W，已经不满足用户对电能的需求，并且大部分机组已达到或超过设计寿命（设计寿命为15年），需要更新换代，这是

5、一个稳定的市场，并且更新换代已经开始。同时小型风力发电系统作为农牧区能源的重要组成部分，对于改善用能结构、低成本、提高可靠性及实现系统优化运行，推动生态环境建设诸领域的发展将发挥积极作用，因此具有广阔的市场前景。但是小型风力发电机的配套不完善，蓄电池的质量和寿命满足不了风力发电机的需要，价格偏高；风力发电机组供电系统中的充电控制器和逆变器质量不稳定；风力发电机及其控制系统直接影响着整个系统的性能、效率和电能质量，也影响到风能吸收装置的运行方式、效率和结构。基于以上现状，我们团队决定在实现好蓄电池的充放电控制这个基础上，开展适用于风电

6、转换的高可靠性、高效率、控制及供电性能良好的发电机系统的研究工作。目前，大中型风电机组并网发电已成为风能利用的主要形式，为降低生产成本、提高风力发电的经济效益，自20世纪末发展起来的变速恒频技术相对于传统恒速恒频风力发电技术可以实现最大风能的捕获、提高输出功率、并减少机械应力和转矩脉动n1。变速恒频风力发电机组中变速恒频是指在风力发电的过程中，发电机的转速可以随风速而变化，通过适当的控制措施使其发出的电能变为与电网同频率的电能送入电力系统。变速恒频风力发电机组的优点是风力机可以最大限度的捕获风能，因而发电量较同等容量的恒速恒频风力发

7、电机组要大的多；且具有较宽的转速运行范围，以适应因风速变化引起的风力机转速的变化要求：采用一定的控制策略可以灵活调节系统的有、无功功率；可抑制谐波，减少损耗，提高功率啼m1。但是变速恒频风力发电技术存在的主要问题是在低风速下如何根据风速的变化对发电机转速进行有效地控制以使风力机捕获到最大的风能。这种变速运行的风力发电机组转速的控制方式关系到风能转换系统的整体效率。因此最大风能跟踪控制方法是提高风电系统发电效率的一个关键因素。而且随着风力机单机容量的增加，风力机的单个叶片已达到数吨重，这就意味着风力发电机组的惯性也变得越来越大，从而有

8、更多的动能储存在风力机内，当风力机从一个运行状态变化到另一个运行状态时将有与风力机惯性成正比的机械储能的释放或吸收，这也导致了风力机运行状态转换时间的增加，对控制的响应速度变慢，严重时会影响风力机的整体控制效果。三、研究技术路线及可行