开题报告---变速恒频风力发电机组的建模研究

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1、 本科毕业设计开题报告 题 目：风电场常用等值建模方法的适用性分析 专 题： 院 （系） ：电气与信息工程学院 班 级：电气 03-1 班 姓 名： 学 号： 指导教师： 教师职称：讲师 本科毕业设计开题报告本科毕业设计开题报告 题 目 变速恒频风力发电机组的建模研究 来源 自拟题目 1、研究目的和意义 选题目的选题目的: : 由于日趋严重的环境与资源问题以及风能利用的成本低廉和技术成熟等原因，风力发电已成 为电力系统中相对增长最快的新能源发电技术，发展风电成为改善电力系统经济运行极为重要的 措施。在发展风电的过程中，提高风力发电机的效率成为核心问题。 选题意义选题意义: : 对变速恒频风力发

2、电机组的建模研究，无论是论证风电厂的建设还是接入电网后的安全运行 都有重要的意义。它可以在风电厂建造过程中提供理论基础，也可为并网运行提供理论依据。 2、国内外发展情况(文献综述) 1国内研究状况 文献1已推出了形式简单，能正确反映运行特性，且易于数值仿真实现的双馈感应发电机简 化三阶动态数学模型。并以双馈感应发电机简化三阶动态数学模型为基础，推导了适用于小干扰 稳定分析的线性化模型和相应系统的闭环传递函数和开环传递函数，并首次应用开环传递函数和 根轨迹方法，分析了双馈感应发电机初始运行点与系统动态品质的关系。文献2在双馈电机稳态 数学模型的基础上，建立变速恒频风电机组并网运行稳态数学模型。应

3、用该模型，可以根据风电 机组风功率特性曲线和转速特性曲线，计算风电机组定子侧和转子侧的功率分布。同时，提出了 确定变速恒频机组无功极限容量的方法。又在双馈电机稳态数学模型的基础上，建立了变速恒频 风电机组并网运行的动态数学模型，该模型包括机械传动部分，双馈电机和控制系统三部分。文 献3-14中包含风力机、双馈发电机及发电机电气控制部分的变速恒频风力发电机组的整体动态 数学模型。 以该数学模型为基础应用 Matlab 软件搭建了用于研究变速恒频风电机组和固定转速风 电机组并网特性的数字仿真工具。并以风速发生阶跃变化及风速发生不规则扰动为例，仿真比较 了具有相同参数的变速和固定转速的风电机组相应物

4、理量的响应特性。 2国外研究状况 文献14建立的动态模型可用来模拟双馈感应风力发电机组，其发电机转子采用单笼和双笼 进行表示，并加入了控制和保护电路模型。此模型适用于研究大型电力系统瞬态稳定性的程序。 采用此模型研究了风场和电网在不同系统扰动情况下的特性。通过考虑不同的控制增益以及定子 和转子边变换器对电网电压进行控制，还研究了 DFIG 控制对于风场稳定性的影响文献15，16 中提到风力发电机组是一个涉及多学科的复杂系统：桨叶的制造基于空气动力学；传动系统和塔 架的建设涉及到机械理论和结构学；发电机实现机电能量的转换；控制器和保护系统则广泛涉及 控制原理与电气相关方面知识。并且在他的文章中着重研究了“尾流效应”这一风电领域的问题 3、研究/设计的目标： 研究目标研究目标： 通过建立变速恒频风力发电机组的数学模型，研究变