雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的哈密頓系統(tǒng)建模與控制的開題報告

雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的哈密頓系統(tǒng)建模與控制的開題報告一、選題背景與意義隨著全球能源問題日益突出，可再生能源已成為解決能源短缺和環(huán)境污染問題的重要途徑之一。風力發(fā)電作為可再生能源的代表之一，已得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。目前，市面上較為普遍的風力發(fā)電系統(tǒng)是直驅(qū)式和齒輪箱式，但這兩種系統(tǒng)在實際應(yīng)用中也存在著許多問題，如直驅(qū)式風力機轉(zhuǎn)速較低、齒輪箱式風力機更易發(fā)生故障等。相比之下，雙饋變頻式風力發(fā)電系統(tǒng)由于其擁有較高的發(fā)電效率、轉(zhuǎn)速范圍寬、響應(yīng)性強、振動小等優(yōu)勢，成為目前風力發(fā)電系統(tǒng)的研究熱點之一。但是，目前關(guān)于雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的實時控制方面的研究還不夠成熟，因此亟需深入研究和開發(fā)。二、研究內(nèi)容本文將研究雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的哈密頓系統(tǒng)建模和控制策略。具體研究內(nèi)容如下：1.建立雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的哈密頓系統(tǒng)數(shù)學模型，研究系統(tǒng)的物理特性和動態(tài)特性。2.研究雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤控制策略，并進行仿真驗證。3.研究雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制策略，并進行仿真驗證。4.設(shè)計基于模型預測控制的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)控制器，并進行仿真驗證。5.開展對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的性能優(yōu)化研究，包括控制器參數(shù)調(diào)節(jié)、控制器仿真和實時實驗等。三、研究方法本文主要采用理論研究和仿真分析的研究方法。具體方法如下：1.確定雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的哈密頓系統(tǒng)數(shù)學模型。2.設(shè)計控制策略并進行仿真驗證。3.通過MATLAB/Simulink軟件建立系統(tǒng)模型，進行仿真實驗。4.開展對控制器參數(shù)調(diào)節(jié)和控制器仿真實驗。5.基于所設(shè)計的控制器和風力發(fā)電系統(tǒng)硬件平臺進行實時實驗，驗證控制策略和控制器的有效性和性能。四、預期成果本文的研究成果包括：1.雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的哈密頓系統(tǒng)數(shù)學模型和動態(tài)特性分析等研究方法和理論結(jié)果。2.雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤和轉(zhuǎn)矩控制方法，并進行仿真驗證。3.基于模型預測控制的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)控制器設(shè)計及其仿真和實時實驗結(jié)果。4.對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的性能優(yōu)化研究成果。五、進度安排本文的主要進度安排如下：1月-2月：收集、整理和閱讀相關(guān)文獻資料，確定研究方向和內(nèi)容。3月-4月：建立雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的哈密頓系統(tǒng)數(shù)學模型，研究系統(tǒng)的動態(tài)特性和最大功率點跟蹤控制策略，并進行仿真驗證。5月-6月：開展雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制研究，研究基于模型預測控制的系統(tǒng)控制器設(shè)計。7月-8月：對系統(tǒng)控制器參數(shù)進行調(diào)整和仿真實驗，完善并優(yōu)化研究方法和結(jié)果。9月-10月：基于所設(shè)計的控制器和風力發(fā)電系統(tǒng)硬件平臺進行實時實驗，驗證控制策略和控制器的有效性和性能。11月-12月：完成論文的撰寫和整合，準備畢業(yè)答辯材料。六、參考文獻1.L.Qin,etal.Hamiltonianformulationandenergyshapingcontrolfordoubly-fedinductiongeneratorbasedonconservedquantities[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartA:JournalofPowerandEnergy,2019,233(2):229-241.2.G.Li,etal.Controlstrategyformaximumpowertrackingofwindturbinesundervaryingwindspeedconditions[J].RenewableEnergy,2012,40(1):81-88.3.T.Liu,etal.Optimalcontrolofgrid-connectedwindturbinebasedonback-to-backconverters[J].ElectricPowerSystemsResearch,2017,142:93-102.4.H.Li,etal.Areviewoncontrolmethodsforwindturbinesystemswithdoublyfedinductiongenerators[J].EnergyConversionandManagement,2019,198:111906.5.X.Zeng,etal.Designofanonlinearpredictivecontrollerforadoubl