基于matlab风力发电系统仿真开题报告.docx
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基于matlab风力发电系统仿真开题报告
中北大学信息商务学院
毕业论文开题报告
学
生姓名：
戈亮
学号：
33
系
名：
自动控制
专
业：
自动化
论
文题目：
鉴于Matlab的风力发电系统仿真
指
导
教
师
:
史元浩
2017年3月3日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业论文辩论委员会对学生辩论资格审察的依照资料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业论文工作先期内达成，经指导教师签订建议及所在系审察后奏效；
2．开题报告内容一定用按教务处一致设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，严禁打印在其余纸上后剪贴，达成后应实时交给指导教师签订建议；
3．学生写文件综述的参照文件应许多于15篇（不包含辞典、手册）。
文中应用参照文件处应标出文件序号，文后“参照文件”的书写，应依照国标GB7714—87《文后参照文件著录规则》的要求书写，不可以有任意性；
4．学生的“学号”要写全号（如02011401X02），不可以只写最后2位或1位数字；
5.有关年代日等日期的填写，应该依照国标GB/T7408—94《数据元和互换格式、信息互换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2016年3月15日”或“2016-03-15”；
6.指导教师建议和所在系建议用黑墨水笔工整书写，不得随意涂改或潦草书写。
毕业论文开题报告
1．联合毕业论文状况，依据所查阅的文件资料，撰写2000字左右的文件
综述：
文件综述
选题的目的与意义：
（一）选题依照跟着世界经济和工业的迅猛发展，陪伴着不行重生能源的石
油和煤的快速耗费，世界已堕入能源危机。
[1]当前全世界能源年总花费量约为134亿吨标准煤，此中石油、天然气、煤等化石能源占85%，大多数电力也是依靠化石能源生产的，核能、太阳能、水力、风力、波涛能、潮汐能、地热等能源仅占15%。
化石能源价钱比较便宜，开发利用的技术也
比较成熟，并且已经系统化和标准化。
[1]固然发达国家遭到年代两次石油
危机打击后，想方设法挣脱对石油的过分依靠，可是此后20多年里，石油仍旧是最主要的能源，全世界需求量将以年均%的速度增加；煤仍旧是电力生产的主要燃料，全世界需求量将以每年%的速度增加。
可见化石能源仍
然是我们在这个星球上赖以生计和发展的能源基础。
[2]当前以煤炭、石油
为主的世界能源构造带来全世界性能源环境问题的主要表现为酸雨、臭氧层损坏、温室气体排放等。
在很多发展中国家，城市大气污染已达到十分严重的程度，在欧洲和北美也出现了超越国界的大气污染，形成了宽泛的环境酸化，上千个湖泊的湖水酸度达到了不可以支持鱼类生计的程度，酸性气体所造成的腐化损失，每年高达亿美元。
[3]我国以煤炭、石油为主的能源
构造也造成了严重的大气污染，二氧化硫和二氧化碳的排放量都居世界前
列。
[4]
（二）选题意义，预防使用能源的同时产生污染，我们需要一种新能源。
风能作为一种洁净可重生能源将拥有广阔的市场和开发的重要意义。
其蕴量巨大，全世界的风能约为*10^9MW，此中可利用的风能为2*10^7MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
风是没有公害的能源之一。
并且对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，
就地取材地利用风力发电，特别合适，大有可为。
[5]海上风电是可重生能源发展的重要领域，是推进风电技术进步和家产升级的重要力量，是促使能源构造调整的重要举措。
我国海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于促使沿海地域治理大气雾霾、调整能源构造和转变经济发展方式拥有重要意义。
风力发电的重要意义：
（1）风能发电是开发新能源、改良环境的重要构成部分意义。
（2）风力发电场对照同规模使用燃煤电厂其向大气排放的污染物为零，实现
固体、气体零排放。
对保护大气环境有踊跃作用。
（3）风力发电场比燃煤电厂可节俭大批淡水资源，减少水环境污染。
特别是
对缺乏淡水资源的沿海及干旱地域更重要。
（4）在沿海及旅行区风力机群也是一道景色线，可在必定程度上反应经济、
文化、环境相和睦的程度。
（5）经过实物教育，可加强民众开发自然资源、保护环境的意识。
（6）建设风力电场对发展沿海经济有重要意义。
如建海产冷库、展开海水淡
化、进行电量季节调峰等都起到重点作用。
研究现状
（一）我国风电发展从1986年山东荣城成立第一个风电场，到2005年末将
打破100万千瓦，经过20多年的发展，风机的制造也从几十千瓦的小机组，
到向兆瓦级机组发展。
[7]中国海上风能资源储量远大于陆地风能，海上风力发
电已经悄悄盛行并且将会成为重要能源形式，海上有丰富的风能资源和广阔
平展的地区，进而使海上风力发电技术成为近来的研究和应用热门。
跟着现
代风力发电技术发展的日趋成熟，风力发电机组正不停向大型化发展。
大概
上大型风力发电机组有两种发展模式。
[8]一种是陆地风力发电，其方向是低风
速发电技术，这类模式重点是向电网输电。
此外一种是近海风力发电，主要
用于比较浅的近海海疆，这类模式的主要限制要素是风力发电场的规划和建
设成本，可是近海风力发电的优势是显然的，即不占用土地，海上风力资源
较好。
[9]当前，我国国产化机组产量仍旧偏小，远未达到规模效益，使得零部
件采买价钱偏高，收益空间很小。
所以，我国的风力发电装备市场到现在仍由
外国风力发电机组占有。
这一现实要求我国的风力发电设施制造公司，应加
快合适中国国情的新式风力发电装备的研制进度。
赶快提升大型风力发电装
备的设计和制造技术，加狂风力发电装备国产化进度。
还应注意稳固产质量
量，提升国产机组靠谱性，以获得风电场建设者的认同，逐渐加大市场份额。
[10]
（二）世界上第１台用于发电的风力机于１８９１年在丹麦建成，但因为
技术和经济等方面原由，风力发电向来未能成为电网中的电源。
直到１９７
３年发生石油危机，美国、西欧等发达国家为追求代替化石燃料的能源，投
入大批经费，用新技术研制现代风力发电机组。
[11]２０世纪８０年代开始建
立示范风电场，成为电网新电源。
到了９０年代对环境保护的要求日趋严格，
特别是要兑现减排ＣＯ２等温室效应气体的承诺，风电的发展是因为法律规
定所有收买重生能源发出的电量，且一定在电源中占必定比率；此外还有对
风电投资的补助、税收减免和鼓舞电价。
[12]风电与惯例电源的价差是用征收
火电ＣＯ２排放税，或从火电用户分摊可重生能源发电份额中进行赔偿。
为
了鼓舞利用风能，美国１９９２年就拟订了有关的法例，风力发电可享受减
免联邦产品税１．５美分／千瓦时。
在亚洲，利用风能资源最好的国家是印
度。
[13]２００４年，印度新装机的风力发电容量为８７５ＭＷ，风力发电能
力达到３０００ＭＷ，位居世界第５位，是世界最大的风力发电国家之一。
据预计，在印度风能资源大概为４５０００ＭＷ，可利用的风能大概为１３
５９５ＭＷ。
[14]据印度政府有关部门展望，到２０１２年印度经济增加将需
要新增电力２４００００ＭＷ，此中１０％未来自于可重生能源，新增可再
生能源的５０％将由风力发电供给。
[15]
所以风能作为洁净，可重生能源，具备相当多的长处。
愈来愈遇到各个国
家的重视，并且风力发电是新能源领域中技术最成熟，最拥有开发规模和商
业化发展远景的发电方式。
鼎力发展尖利发电对保护环境，改良能源构造，
促使可连续发展都拥有重要意义。
参照文件：
[1]葛海涛.鉴于MATLAB的风力发电系统仿真研究[D].河北：
河北电力大学，
2010。
[2]张义华，李隆键.水平轴风力机空气动力学数值模拟[硕士学位论文].重庆大学，～13
[3]郭重生.风能利用技术.北京：
化学工业第一版社.2009.26～40
[4]李巨峰，张云华.风力发电与我国复合资料叶片家产的发展.玻璃钢学会第十五届全国玻璃钢/复合资料学术年会论文集，2003.331～334
[5]申振华，于国亮.翼型弯度对风力机性能的影响.动力工程，2007，27
[6]李伟，林勇刚.大型风力机变桨距控制技术研究.浙江大学学报，2005
[7]王树强，刘绍杰.兆瓦级风力发电机液压变桨距系统设计及建模.沈阳工业学院学报，2004
[8]现代风力发电技术及工程应用／王志新编著.——北京：
电子工业第一版社，（风力发电工程及应用丛书）
[9]易跃春.风力发电现状、发展远景及市场剖析〔J].国际电力，2005，8（5）:
18-22
[10]沟通电机及其系统的剖析-第2版高景德，王祥珩，李发海-清华大学第一版社
[11]从世界发展趋向展望我国风力发电远景施鹏飞-《太阳能》
[12]Powerandlifeextensionofbattery-ultracapacitorhybridsRA
Dougal，SLiu，REWhite-《IEEETransactionsonComponents&
PackagingTechnologies》
[13]Principles
andapplications
of
electrochemical
capacitors
RK?
tz，
MCarlen-
《ElectrochimicaActa
》
[14]Ultracapacitors:
why,how,andwhereisthetechnologyABurke
-《JournalofPowerSources》
[15]Sorensen,Michelsen.AerodynamicPredictionsfortheUnsteady
AerodynamicsExperimentPhaseIIRotorattheNationalRenewable
EnergyLaboratory.AIAA-2000-0037:
161-171
毕业论文开题报告
２．本课题要研究或解决的问题和拟采纳的研究手段（门路）：
研究内容
主要内容：
风力发电系统的模型主要包含风速模型，传动系统模型，
发电机模型和变桨距模型。
基本要求：
第一剖析和成立各个风力发电机组的数学模型，既而在
MATLAB的simulink中，成立各部分的仿真模型，并成立整个风力发电
机组的模型，进而进行仿真研究。
研究方法
（1）在风速模型中不考虑风向问题，从风速问题出发以其变化特色出发，侧重描绘其随机性和间歇性，用基本风速，阵风风速，渐变风速，和噪声
风速来模拟风速模型。
（2）风力发电机组的传动系统主假如由风轮转子，低速轴，增速齿轮箱，
高速轴和发电机转子构成的。
本文以刚性轴为基础，成立系统的刚性轴模型。
（3）发电机模型直接采纳异步发电机，能够决了低功率时发电机的效率问题，并且改良了低风速时的叶尖速比，提升了风能利用系数并降低了运转时的噪声
（4）从空气动力学的角度考虑，当风速过高时，只有经过调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，进而改变风力发电机组获取的空气动力转矩，才
能使功率输出保持稳固。
当功率在额定功率以下时，控制器将叶片节距角置于零度角邻近，不作变化。
所以，变桨距系统的存在是特别必需的。
由
于风力发电机组的桨距角和变桨距速率的范围是有限制的，所以变桨距履行系统是带有死区的非线性系统。
拟解决的问题
系统在没有控制策略的状况下，在风速高于额定风速时，风轮机和发电
机的输出功率远远大于额定输出功率。
以风力发电机组为基础，其最大输
出功率为，大概是额定输出功率的倍，在此种状况下，有烧坏发电机的
可能。
同时，在长时间高风速的状况下运转，可能使风力叶片和加快箱行
星齿轮的寿命时限变短，不可以达到设施的运转要求且风能利用系数比较低，
基本运转在以下，必会造成风能的极大浪费。
所以怎样保证发电机的稳
定运转和机械低消耗以及不浪费资源，是需要改良的问题。
预期研究结果
经过matlab数学模型成立仿真模型既而找到一条最优的控制策略来保证资源的最大利用和设施的安全运转
达成论文的进度和时间
2017年
3
月9
日
~3
月23
日文件资料采集整理，达成开题报告；
3
月24
日
~3
月25
日开题报告辩论；
3
月28
日
~
5
月11
日达成论文草稿；
5
月12
日
~
6
月11
日论文改正定稿；
6月1
日
~
6月3
日论文辩论。
毕业论文开题报告
指导教师建议：
指导教师：
年月日
所在系审察建议：
系主任：
年月日
附件：
参照文件说明格式
学术期刊作者﹒论文题目﹒期刊名称，第一版年份，卷（期）：
页次
假如作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后边加“等”，作者之间以逗号隔
开。
比如：
[1]李峰，胡征，景苏等.纳米粒子的控制生长和自组装研究进展.无机化学学报，
2001,17（3）:
315~324
[2]Fabricationofzincoxidenanorods.JournalofCrystalGrowth,
2001,233:
5～7
学术会谈论文集作者﹒论文题目﹒文集编者姓名﹒学术会议文集名称，第一版地：
第一版者，第一版年份：
页次
比如：
[3]司宗国，谢去病，王群﹒重子湮没快度关系的研究﹒见赵维勤，高崇寿编﹒第
五届高能粒子产生和重离子碰撞理论商讨会文集，北京：
中国高等科学技术中心，1996：
105
图书著者﹒书名﹒版本﹒第一版地：
第一版者，第一版年﹒页次假如该书是初版则能够略去版次。
比如：
[4]韩其智，孙洪洲﹒群论﹒北京：
北京大学第一版社，1987﹒101
预印本作者﹒论文题目﹒预印本编号（第一版年份）
比如：
[5]XiaofengGuoandJianweiQiu﹒Theleadingpowercorrectionstothe
structurefunctions﹒hep—ph/9810548（1998）
学位论文作者﹒论文题目﹒学士（或硕士、博士）学位论文.第一版地：
第一版者，出
版年份
比如：
[6]陈异.纳米粒子容貌控制研究.硕士学位论文.北京：
中国科学院,2002
电子文件主要责任者.电子文件题名﹒电子文件的出处或可获地点.发布或更新
日期
比如：
[7]王光亮.对于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展.,1998-08-16
专利专利所有者.专利名称.专利国别：
专利号，日期.
比如：
[8]姜锡洲.一种温热外服药制备方案.中国专利：
3，1989-07-26.
升级会员 