1、 1 毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 风力发电机组的电气控制 一、课题研究意义及现状 中国农村仍有许多地区存在缺电、无电问题，而这些地区大多具有丰富的风能资源，因此，利用户用风力发电系统开发这些地区的风能资源，可以在一定程度上解决这些地区用电问题。户用风力发电系统由风轮机、发电机和整流逆变装置等部分组成。目前户用风力发电系统多使用永磁同步发电机，永磁同步发电机不需要励磁绕组和直流励磁电源，不消耗励磁功率，效率较高；没有换相装置和电刷，结构简单，运行可靠；采用稀土永磁同步发电机，更进一步提高系统发电效率。采用永磁同步发电机的户用风力发电系统一般由风轮机直接驱动发电机，省去齿轮箱，具有工作噪
2、音小，成本低，可靠性高等优点。无齿轮箱结构中，永磁同步发电机输出电压幅值与风速有关，频率也很不稳定，需要采用整流逆变装置对发电机输出电压进行调频调压后再对负载供电。 其中 变速恒频发电是一种新型的发电技术，非常适用于风力、水力等绿色能源开发 领域 ，尤其是在风力发电方面，变速恒频体现出了显著的优越性和广阔的应用前景 （ 1)传统的恒速恒频发电方式由于只能固定运行在同步转速上，当风速改变时风力机就会偏离最佳运行转速，导致运行效率下降。采用变速恒频发电方式，就可按照捕获最大风能的要求，要风速变化的情况下实时调节风力机转速，使之始终运行在最佳转速上。 (2)变速恒频发电可以在异步发电机的转子侧施加三
3、相低频电流实现交流励磁，控制励磁电流的幅值、频率、相位实现输出电能的恒频。 (3)采用变速恒频发电技术，可使发电机组与电网系统之间实现良好的柔性连接，比传统的恒频发电系统更易实现并网操作及运行。 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到各国的重视。首先，它来自于自然，取之不尽用之不竭 ;其次，风力发电只降低了风的速度，并不产生任何有害的物质 ，对大自然没有污染。这些优势使得人们对它青睐有加 。 随着风力发电应用得越来越广，在整个能源结构中所占比例越来越大，风力发电技术要朝着大功率、高效率、直驱式、变转速、变桨距和最优控制等方向发展，达到提高机组运行性能、提高风能利用率、简化结构提高可靠性、减少
4、材料消耗、降低机组重量、降低造价的目的。对我们能源节约的问题上有着重要的意义。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本文以变速恒频直驱风力发电机为控制对象，对由其构成的风力发电系统及其相关的控制技术进行研究，研究内容主要包括以下几个方面： 2 1.深入研究变速恒频风力发电技术 2.针对变速恒频风力发电技术，相应提出同步风力发电机的控制策略 ; 3.设计搭建实验平台，用于测试控制策略的可行性 ; 4.完成主要控制部分的 软件 设计 ; 5.结合平台完成实验并分析实验结果。 三、课题研究的方法及措施 1. 检索相关文献，了解风力发电的原理，以及对恒速恒频发电机的分析 2在完成步骤的基础上，了解风力发
5、电在具体生活中如何应用 3研究控制系统中硬件部分与软件部分的组成 4选用所需要的仪器及电子元件 5进行仿真模拟实验，验证此方案是否可行 6. 发现问题及时与导师沟通 7技术文档总结，完成毕业设计 四、课题研究进度计划 1、第 1-6 周：检索相关文献，了界相关技术背景、成果、技术及方法，对资料进行消化，进行理论准备，方案的考虑和设计。 2、第 7-9 周：在完成步骤 1 的基础上，策划完总体设计方案。 3、第 10-18 周：在完成步骤 1、 2 的基础上设计软硬件电路。 4、第 19-24 周：技术文档撰写，完成毕业论文，做好答辩用的 PPT，并作好答辩准备 。 五、参考文献 1mukund
6、 R.patel. 风能与太阳能发电系统 设计 M.机械 工业书版社， 2009,1. 2潘建 , 孟强 .风力发电概述 M. 沈阳工业大学出版社 ,1999,10. 3龙泽强 .风力发电 21 世纪的绿色能源 J. 中国军转民， 2002,2,15. 4张端 .一种新型的风力发电机设计 J. 江南大学报 ,2010,6,16(4): 9 10. 5张长敏 .安全预评价在风力发电建设项目中的应用分析 J.内蒙古电力技术 ,2010,4. 6Marinescu, N Marinescu. Numerical computation of torque in permanent magnet motors by Maxwell stresses and energy method J.IEEE Trans. On Magnetic s, 1988.
