基于matlab的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：1303014133系 名 ： 自动控制专 业 ： 自动化论 文 题 目 ： 基于 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答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业论文工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册） 。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标 GB 771487文后参考文献著录规则 的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如 02011401X02） ，不能只写最后 2 位或 1 位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、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. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 论 文 开 题 报 告1结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：文 献 综 述1.1 选题的目的与意义：（一）选题依据随着世界经济和工业的迅猛发展，伴随着不可再生能源的石油和煤的迅速消耗，世界已陷入能源危机。 1目前全世界能源年总消费量约为 134 亿吨标准煤，其中石油、天然气、煤等化石能源占 85%，大部分电力也是依赖化石能源生产的，核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热等能源仅占 15%。化石能源价格比较低廉，开发利用的技术也比较成熟，并且已经系统化和标准化。 1虽然发达国家遭受年代两次石油危机打击后，千方百计摆脱对石油的过度依赖，但是今后 20多年里，石油仍然是最主要的能源，全球需求量将以年均 1.9%的速度增长；煤仍然是电力生产的主要燃料，全球需求量将以每年 1.5%的速度增长。可见化石能源仍然是我们在这个星球上赖以生存和发展的能源基础。2目前以煤炭、石油为主的世界能源结构带来全球性能源环境问题的主要表现为酸雨、臭氧层破坏、温室气体排放等。在许多发展中国家，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，形成了广泛的环境酸化，上千个湖泊的湖水酸度达到了不能支持鱼类生存的程度，酸性气体所造成的腐蚀损失，每年高达亿美元。3我国以煤炭、石油为主的能源结构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。（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。 4风能作为一种清洁可再生能源将具有广阔的市场和开发的重大意义。其蕴量巨大，全球的风能约为 2.74*109MW，其中可利用的风能为2*107MW,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。而且对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。 5海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。我国海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。风力发电的重要意义：（1）风能发电是开发新能源、改善环境的重要组成部分意义。（2）风力发电场对比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。对保护大气环境有积极作用。（3）风力发电场比燃煤电厂可节省大量淡水资源，减少水环境污染。特别是对缺少淡水资源的沿海及干旱地区更重要。（4）在沿海及旅游区风力机群也是一道风景线，可在一定程度上反映经济、文化、环境相融洽的程度。（5）通过实物教育，可增强公众开发自然资源、保护环境的意识。（6）建设风力电场对发展沿海经济有重大意义。如建海产冷库、开展海水淡化、进行电量季节调峰等都起到关键作用。1.2 研究现状（一） 我国风电发展从 1986 年山东荣城建立第一个风电场，到 2005 年底将突破 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然兴起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坦的区域，从而使海上风力发电技术成为最近的研究和应用热点。随着现代风力发电技术发展的日趋成熟，风力发电机组正不断向大型化发展。大体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，这种模式关键是向电网输电。另外一种是近海风力发电，主要用于比较浅的近海海域，这种模式的主要制约因素是风力发电场的规划和建设成本，但是近海风力发电的优势是明显的，即不占用土地，海上风力资源较好。 9目前，我国国产化机组产量仍然偏小，远未达到规模效益，使得零部件采购价格偏高，利润空间很小。因此，我国的风力发电装备市场至今仍由国外风力发电机组占据。这一现实要求我国的风力发电设备制造企业，应加快适合中国国情的新型风力发电装备的研制进度。尽快提高大型风力发电装备的设计和制造技术，加大风力发电装备国产化进程。还应注意稳定产品质量，提高国产机组可靠性，以取得风电场建设者的认可，逐步加大市场份额。 10（二） 世界上第台用于发电的风力机于年在丹麦建成，但由于技术和经济等方面原因，风力发电一直未能成为电网中的电源。直到年发生石油危机，美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源，投入大量经费，用新技术研制现代风力发电机组。 11世纪年代开始建立示范风电场，成为电网新电源。到了年代对环境保护的要求日益严格，特别是要兑现减排等温室效应气体的承诺，风电的发展是因为法律规定全部收购再生能源发出的电量，且必须在电源中占一定比例；另外还有对风电投资的补贴、税收减免和鼓励电价。 12风电与常规电源的价差是用征收火电排放税，或从火电用户分摊可再生能源发电份额中进行补偿。为了鼓励利用风能，美国年就制定了相关的法规，风力发电可享受减免联邦产品税美分千瓦时。在亚洲，利用风能资源最好的国家是印度。 13年，印度新装机的风力发电容量为，风力发电能力达到，位居世界第位，是世界最大的风力发电国家之一。据估计，在印度风能资源大约为，可利用的风能大约为。 14据印度政府有关部门预测，到年印度经济增长将需要新增电力，其中将来自于可再生能源，新增可再生 能源的将由风力发电提供。 15所以风能作为清洁，可再生能源，具备相当多的优点。越来越受到各个国家的重视，而且风力发电是新能源领域中技术最成熟，最具有开发规模和商业化发展前景的发电方式。大力发展锋利发电对保护环境，改善能源结构，促进可持续发展都具有重要意义。参考文献：1葛海涛.基于 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，2007.4133 郭新生.风能利用技术.北京：化学工业出版社. 2009. 26404 李巨峰，张云华.风力发电与我国复合材料叶片产业的发展.玻璃钢学会第十五届全国玻璃钢/复合材料学术年会论文集，2003. 3313345 申振华，于国亮.翼型弯度对风力机性能的影响.动力工程，2007，276 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，20057 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，20048 现代风力发电技术及工程应用王志新编著.北京：电子工业出版社，2010.10（风力发电工程及应用丛书）9 易跃春.风力发电现状、发展前景及市场分析J.国际电力，2005，8(5):18-2210交流电机及其系统的分析-第 2 版 高景德，王祥珩，李发海 - 清华大学出版社11从世界发展趋势展望我国风力发电前景 施鹏飞 - 太阳能12Power and life extension of battery-ultracapacitor hybrids RA Dougal， S Liu， RE White - IEEE Transactions on Components & Packaging Technologies13Principles and applications of electrochemical capacitors R Ktz， M Carlen - Electrochimica Acta14Ultracapacitors: why, how, and where is the technology A Burke - Journal of Power Sources15Sorensen N.N, Michelsen J.A. Aerodynamic Predictions for the Unsteady Aerodynamics Experiment Phase II Rotor at the National Renewable Energy Laboratory. AIAA-2000-0037:161-171毕 业 论 文 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1 研究内容主要内容： 风力发电系统的模型主要包括风速模型，传动系统模型，发电机模型和变桨距模型。基本要求： 首先分析和建立各个风力发电机组的数学模型，继而在 MATLAB 的 simulink 中，建立各部分的仿真模型，并建立整个风力发电机组的模型，从而进行仿真研究。2.2 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点出发，着重描述其随机性和间歇性，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要是由风轮转子，低速轴，增速齿轮箱，高速轴和发电机转子构