变速恒频风力发电机组建模、仿真及其协调优化控
制的开题报告
一、课题背景
随着世界发展的需求以及环保意识的不断增强，清洁能源的应用越
来越为人们所关注。

其中，风能在不污染环境的前提下，能够提供可靠
稳定且可预测的电能，成为清洁能源的重要组成部分。

在风力发电中，
变速恒频技术是当前应用比较广泛的一种技术。

它通过对风力发电机的
轴速进行调整来控制输出功率，从而适应不同的风速条件。

然而，变速恒频风力发电系统本身也存在着一些问题。

例如，转子
振动、电网电压波动、电力系统的稳定性等方面都需要进行优化控制。

因此，针对变速恒频风力发电系统的建模仿真以及协调优化控制具有较
高的研究价值。

二、研究内容
本课题的主要研究内容包括：
1. 变速恒频风力发电机组的建模：通过分析变速恒频风力发电机组
的结构和工作原理，建立相应的数学模型，包括机械模型、电气模型和
控制模型。

2. 变速恒频风力发电机组的仿真：利用Matlab/Simulink等仿真软件，对所建立的数学模型进行仿真，验证模型的正确性和可行性。

3. 协调优化控制策略：设计协调优化控制策略来克服电力系统中存
在的问题，包括电网电压波动、电力系统的稳定性等方面。

4. 优化控制方案的实现：将协调优化控制方法应用到实际变速恒频
风力发电系统中，验证其有效性和鲁棒性。

三、研究意义
通过对变速恒频风力发电机组进行建模、仿真和协调优化控制，可以实现对风力发电系统的优化控制，提高风力发电系统的性能和效率，减少对电网的影响，并推动清洁能源的发展。

同时，本课题的研究结果可以为其他相关领域的研究提供参考，如微电网和智能电网等。

四、研究方法
本课题的研究方法主要包括：
1. 理论分析方法：通过对变速恒频风力发电机组的机械、电气和控制等方面进行详细的理论分析，建立相应的数学模型。

2. 数值仿真方法：利用Matlab/Simulink等仿真软件对所建立的数学模型进行仿真，验证模型的正确性和可行性。

3. 实验方法：将协调优化控制方法应用到实际变速恒频风力发电系统中，通过实验对优化控制方案进行验证。

五、预期成果
1. 变速恒频风力发电机组的数学模型。

2. 变速恒频风力发电机组的仿真模型。

3. 变速恒频风力发电机组的协调优化控制方案。

4. 优化控制方案在实际系统中的应用和验证。

六、研究计划
1. 第1-2个月：阅读相关文献，熟悉变速恒频风力发电技术的基本原理和应用现状。

2. 第3-4个月：对变速恒频风力发电机组的机械、电气和控制等方面进行详细分析，建立相应的数学模型。

3. 第5-6个月：利用Matlab/Simulink等仿真软件对所建立的数学模型进行仿真，验证模型的正确性和可行性。

4. 第7-8个月：设计协调优化控制策略来克服电力系统中存在的问题，包括电网电压波动、电力系统的稳定性等方面。

5. 第9-10个月：将协调优化控制方法应用到实际变速恒频风力发电系统中，通过实验对优化控制方案进行验证。

6. 第11-12个月：撰写毕业论文，准备答辩。