基于低风速下风速软测量的风力发电机变速控制研究的开题报告.docx

基于低风速下风速软测量的风力发电机变速控制研究的开题报告
一、研究背景与意义
随着能源需求的不断增长和可再生能源技术的发展，风力发电作为可再生能源之一备受关注。风力发电机的变速控制是风力发电系统的重要组成部分，对提高风力发电系统的能量转换效率、延长发电机的使用寿命具有重要作用。然而，在低风速环境下，原有的变速控制策略在实践中存在一些局限性和不足，这就要求对低风速条件下的风力发电机变速控制进行深入研究，以提高风力发电的发电效率和经济性。
当前，变速控制策略已经得到了广泛应用。在实践中，变速控制策略能够平衡不同风速下的功率输出，缩小输出功率波动范围，提高系统的运行稳定性。然而，在低风速条件下，由于发电机输出功率过小，噪声和振动等问题增加，发电机性能和响应能力下降，变速控制策略存在一些局限性。
因此，基于低风速下风速软测量的风力发电机变速控制研究具有重要的理论和应用价值。一方面，通过采用新的软测量手段准确测量低风速环境下的风速，能够更好地发掘低风速条件下风力发电机的性能；另一方面，通过探索变速控制策略，能够解决低风速条件下变速控制存在的局限性，提高风力发电系统的经济性和稳定性。因此，本研究具有深远的实践和理论意义。
二、研究目标
在低风速环境下，研究基于风速软测量的风力发电机变速控制策略，实现低风速条件下的有效功率输出，提高风力发电系统的经济性和稳定性。
三、研究思路
1.建立低风速环境下的风速软测量模型
首先，需要根据风力发电机的特性和环境条件，建立低风速环境下的风速软测量模型。采用传统风速测量仪器不能准确测量低风速环境下的风速，因此需要采用基于软测量技术的新型测量方法。通过利用舵翼变形、光学测量、激光测距等技术，建立风速软测量模型，实现低风速环境下风速的准确测量。
2.分析低风速环境下的风力发电机特性
基于低风速环境下的风速数据，分析低风速环境下的风力发电机特性。考虑风力发电机的输出功率、输出电压、输出频率等参数，对低风速环境下的风力发电机特性进行统计和分析，并研究低风速环境下的发电机响应能力和运行稳定性。
3.设计基于风速软测量的变速控制策略
根据低风速环境下的风力发电机特性和软测量数据，设计基于风速软测量的变速控制策略。考虑低风速环境下发电机的响应特性和运行稳定性，通过控制变速器的转速，实现低风速环境下的有效功率输出。
4.系统仿真与实验验证
采用Matlab/Simulink等仿真软件，对设计的基于风速软测量的变速控制策略进行系统仿真。通过比较仿真结果和实验验证结果，评估变速控制策略的效果，并对研究的可行性和局限性进行探讨。
四、研究计划与进度安排
1.第一阶段：文献综述和理论研究（3个月）
主要任务：深入了解风力发电机的工作原理和变速控制策略，研究低风速环境下的风速软测量技术及其应用，掌握系统仿真和实验验证的基本方法和技术。
计划进度：第1个月，完成文献收集和综述；第2个月，研究低风速环境下的风速软测量技术及其应用，并建立风速软测量模型；第3个月，采用Matlab/Simulink等仿真软件，进行系统仿真。
2.第二阶段：系统设计和控制策略研究（6个月）
主要任务：基于低风速环境下的风速数据和软测量技术，分析低风速环境下的风力发电机特性和响应能力，设计基于风速软测量的变速控制策略，优化控制参数。
计划进度：第4-6个月，完善风力发电机的软测量模型和研究低风速环境下的发电机特性和响应能力；第7-9个月，设计基于风速软测量的变速控制策略；第10-12个月，进行仿真和实验验证。
3.第三阶段：结果分析和总结（3个月）
主要任务：分析仿真结果和实验数据，总结控制策略的有效性和局限性，撰写研究报告和论文，准备参加国内外学术会议和期刊。
计划进度：第13个月，分析仿真结果；第14-15个月，采用实验数据对控制策略进行验证；第16个月，撰写研究报告和论文。
五、预期成果
1.建立低风速环境下的风速软测量模型。
2.研究低风速环境下的风力发电机特性和响应能力。
3.设计基于风速软测量的变速控制策略，实现低风速条件下的有效功率输出。
4.对研究结果进行仿真和实验验证，评估控制策略的效果和局限性。
5.撰写研究报告和论文，准备参加国内外学术会议和期刊。