风力发电网侧变流器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。

随着电力电子变流技术的发展，永磁直驱风力发电系统常采用交直交的接入方式，即先把发电机输出的交流电变成直流，然后再逆变成工频交流电接入用户或电网。

2. 课题关键问题和重难点

本课题从电压型变换器的基本原理出发分析双馈风力发电网侧变换器的基本结构，建立网侧变换器分别在三相静止坐标系和dq坐标系下的数学模型。

然后在网侧变换器的dq坐标模型的基础上采用电网电压定向矢量控制策略，介绍其基本原理与实现方案。

利用matlab/simulink搭建svpwm、park、控制系统等电力电子模型，在该模型上采用矢量控制策略进行了变换器在整流和逆变两种工作状态下的仿真。

3. 国内外研究现状（文献综述）

由于风能具有不稳定性和随机性，风力发电机发出的电能是电压、频率随机变化的交流电，必须采取有效的电力变换措施后才能够将风电送人电网。

为了改进风力发电机发电系统的运行性能，近年来发展了基于交-直-交变流器的变速风力发电系统。

在交-直-交变速风力发电系统中，逆变器的控制技术是关键，国内外纷纷展开这方面的研究工作[1]。

4. 研究方案

风力发电网侧变流器的仿真研究，分析了风力发电系统网侧变流器的运行特性,继而讨论了网侧变流器的控制方案,建立型风力发电系统网侧变流器的数学模型和基于电压和电流闭环控制策略的系统框图,并在matlab软件平台下搭建风力发电系统网侧变流器的仿真模型,验证网侧变流器的单位功率因数运行，通过仿真结果验证了所建立数学模型和控制方式的正确性和可行性。

5. 工作计划

第1周：查阅和研读大量关于风力发电、变流器的中英文资料，了解风力发电网的研究现状第2周：英文资料的翻译，了解变速风力发电系统交-直-交并网电源变换器的实现与控制第3周：完成开题报告，了解课题背景意义、关键及难点第4周：风力发电系统组成、工作原理及应用前景第5周：分析风力发电网侧变流器的拓扑结构及控制策略，并初步制定控制方案第6周：常用拓扑优缺点的分析、比较和选择，了解未来风电机组的发展方向。

第7周：数学模型的建立第8周：通过前几周的分析结果进行控制策略的进一步分析设计第9周：在matlab软件平台搭建仿真模型第10周：查阅相关资料，进行仿真实验研究第11周：仿真结果和理论分析比较，通过仿真结果验证控制方式的正确性和可行性。

第12周：系统进一步完善，查漏补缺第13周：整理材料，撰写论文第14周：修改论文，论文答辩