双馈风力发电系统的哈密顿系统建模与控制的开题报告

双馈风力发电系统的哈密顿系统建模与控制的开题报告一、选题背景与意义随着全球能源问题日益突出，可再生能源已成为解决能源短缺和环境污染问题的重要途径之一。风力发电作为可再生能源的代表之一，已得到了广泛的应用和发展。目前，市面上较为普遍的风力发电系统是直驱式和齿轮箱式，但这两种系统在实际应用中也存在着许多问题，如直驱式风力机转速较低、齿轮箱式风力机更易发生故障等。相比之下，双馈变频式风力发电系统由于其拥有较高的发电效率、转速范围宽、响应性强、振动小等优势，成为目前风力发电系统的研究热点之一。但是，目前关于双馈风力发电系统的实时控制方面的研究还不够成熟，因此亟需深入研究和开发。二、研究内容本文将研究双馈风力发电系统的哈密顿系统建模和控制策略。具体研究内容如下：1.建立双馈风力发电系统的哈密顿系统数学模型，研究系统的物理特性和动态特性。2.研究双馈风力发电系统的最大功率点跟踪控制策略，并进行仿真验证。3.研究双馈风力发电系统的转矩控制策略，并进行仿真验证。4.设计基于模型预测控制的双馈风力发电系统控制器，并进行仿真验证。5.开展对双馈风力发电系统的性能优化研究，包括控制器参数调节、控制器仿真和实时实验等。三、研究方法本文主要采用理论研究和仿真分析的研究方法。具体方法如下：1.确定双馈风力发电系统的哈密顿系统数学模型。2.设计控制策略并进行仿真验证。3.通过MATLAB/Simulink软件建立系统模型，进行仿真实验。4.开展对控制器参数调节和控制器仿真实验。5.基于所设计的控制器和风力发电系统硬件平台进行实时实验，验证控制策略和控制器的有效性和性能。四、预期成果本文的研究成果包括：1.双馈风力发电系统的哈密顿系统数学模型和动态特性分析等研究方法和理论结果。2.双馈风力发电系统的最大功率点跟踪和转矩控制方法，并进行仿真验证。3.基于模型预测控制的双馈风力发电系统控制器设计及其仿真和实时实验结果。4.对双馈风力发电系统的性能优化研究成果。五、进度安排本文的主要进度安排如下：1月-2月：收集、整理和阅读相关文献资料，确定研究方向和内容。3月-4月：建立双馈风力发电系统的哈密顿系统数学模型，研究系统的动态特性和最大功率点跟踪控制策略，并进行仿真验证。5月-6月：开展双馈风力发电系统的转矩控制研究，研究基于模型预测控制的系统控制器设计。7月-8月：对系统控制器参数进行调整和仿真实验，完善并优化研究方法和结果。9月-10月：基于所设计的控制器和风力发电系统硬件平台进行实时实验，验证控制策略和控制器的有效性和性能。11月-12月：完成论文的撰写和整合，准备毕业答辩材料。六、参考文献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