风力发电最大功率跟踪的仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着全球能源危机和环境污染的加剧，风能、光伏发电等可再生清洁能源己经日益引起人们的广泛关注。

然而，就大功率并网和技术成本而言，风力发电无疑是目前技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。

风能是一种具有随机性、爆发性、能量密度低、不稳定性特征的能源。

2. 课题关键问题和重难点

风力发电主要有恒速恒频和变速恒频两种风力发电方式，但自20世纪末发展起来的变速恒频技术相对于传统恒频恒速风力发电技术可以实现最大风能的捕获，提出输出功率，因此研究方向主要为变速恒频技术。

然而由于风能的随机性、不稳定性和分布不均匀等特点，目前没有没有实验能证明某个发电系统能一直捕获最大风能，目前常用的最大风能跟踪控制主要有三种方法：最佳叶尖速比法、功率反馈法和爬山搜索法（扰动观测法）。

后续的各种方法都是在这三种方法的基础上展开或延伸的。

3. 国内外研究现状（文献综述）

风力发电作为一种新型的可再生能源,是世界范围内增长最快的一种能源形式，具有环境友好、技术成熟、全球可行的特点，在世界各地正得到越来越广泛的应用。

目前主要有恒速恒频和变速恒频两种风力发电方式。

目前尤以变速恒频风力发电系统最受欢迎,因为该风力发电系统较之传统的恒速恒频风力发电系统有许多优点:低速时它能够根据风速的变化,在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能;高风速时利用风轮转速的变化,储存或释放部分能量，使功率输出更加平稳[1]。

4. 研究方案

先查阅和研读大量关于新能源方面的资料，找到MPPT存在的主要问题并学习国内外的解决方法，研究永磁直驱变速恒频风力发电系统组成，分析比较常用MPPT的优缺点，并进行选择；然后深入学习并利用利用MATLAB中的Simulink建立最大功率点跟踪风力发电系统仿真模型并进行仿真实验；将仿真结果和理论分析进行比较；分析存在的问题，提出改进措施，最终保证跟踪效率大于92%。

5. 工作计划

第1周：查阅和研读大量相关中文资料第2周：英文资料的翻译第3周：完成开题报告；第4周：变速恒频发电系统组成和工作原理；第5周：变速恒频风力发电特点和运行区域；第6周：常用MPPT优缺点的分析、比较；第7周：控制策略的确定和理论分析；第8周：仿真模型的建立；第9周：仿真实验研究；第10周：仿真结果和理论分析比较；第11周：传统MPPT存在的问题；第12周：提出改进措施，仿真验证第13周：整理材料，撰写论文第14周：修改论文，论文答辩。