風力發(fā)電逆變電源的設計開題報告

本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告題目 風力發(fā)電逆變電源的設計姓名： 、 學號：指導教師： 馮引安 班級： 電氣083 所在院系：電氣與信息工程學院畢業(yè)設計（論文）開題報告表課題名稱風力發(fā)電逆變電源的設計課題來源教師擬定課題類型工程技術研究類指導教師馮引安學生姓名李木八、、學 號200806010305專 業(yè)電氣工程及其自動化課題的研究意義以及國內外發(fā)展狀況:課題的研究意義：隨著能源消費的增長、生態(tài)環(huán)境的日益惡化和人類環(huán)保意識的提高，世界各國都在積極尋找一種可持續(xù)發(fā)展目無污染的新能源。風能作為一種高效無污染的新能源，一種未來世紀常規(guī)能源的替代品，尤其受到人類的重視。從日前來看，風能并網發(fā)電技術是最有發(fā)展前途的，成為了可再生能源應用的主流。隨著工業(yè)和科學技術的發(fā)展，包括市電電源在內的所有原始電能質量可能滿足不了用戶的要求，而現(xiàn)代逆變技術作為電力電子技術中的一個重要組成部分，在提高電能質量方面有著重要的作用。能源開發(fā)，資源利用與環(huán)境保護相互協(xié)調是21世紀世界經濟發(fā)展的基礎。節(jié)省能源與開發(fā)新能源，提高燃料的利用率與減少燃料燃燒產生的污染已成為必須解決的重要課題。風能作為一種清潔的可再生能源，其蘊量巨大，分布面廣，越來越受到世界各國的重視。風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定，必須經過整流和逆變把它變成穩(wěn)定的工頻交流電才能大量應用。此外，在直流電源領域，UPS，變頻器等中逆變器也都有著廣泛的應用前景。另外，通過對此課題的研究設計，可以進一步的加深對逆變器的認識，將大學四年所學知識融匯，深化，接近工程實際，提高自己分析解決問題的能力，對于以后的走上工作崗位是一個很好的準備。國內外發(fā)展現(xiàn)狀：（1）國外發(fā)展現(xiàn)狀：風力發(fā)電在歐洲發(fā)展最快，德國的風電發(fā)展處于領先地位，在近期德國制定的風電發(fā)展長遠規(guī)劃中指出，到2025年風電要實現(xiàn)占電力總容量的25%，到2050年實現(xiàn)占總用量的50%的目標。另外，丹麥的風能發(fā)電已經可以滿足18%的用電需求，法國也在制定風能發(fā)電的長遠發(fā)展規(guī)劃。同時亞洲的風電也保持較快的發(fā)展勢頭。其中印度政府積極推動風能發(fā)展，積極鼓勵大型企業(yè)進行投資發(fā)展風電，并保持實施優(yōu)惠政策激勵風能制造基地，目前印度已經成為世界第5大風電生產國。據歐洲風能協(xié)會和綠色和平組織簽署了“關于2020年風電達到世界電力總量的12%的藍圖”報告，2020年全球風力發(fā)電裝機將達到12.31億千瓦，是2002年世界風電裝機容量的38.4倍，年安裝量達1.5億千瓦，風力發(fā)電量將占全球發(fā)電總量的12%。（2）國內發(fā)展現(xiàn)狀：我國是世界上風力資源較為豐富的國家之一，全國可開發(fā)利用的風能約2.5億千瓦。有沿海（山東、浙江、福建、廣東）和東北至西北（包括內蒙古、新疆、甘肅）兩大風帶，風的質量很好，為開發(fā)風力發(fā)電提供了基礎環(huán)境和條件，因此我國也在大力提倡風力發(fā)電。我國從70年代開始進行并網風力發(fā)電的嘗試。早期，山東，新疆等地引入國外風力發(fā)電機組開始我國風電場的運行試驗與示范。1997年在國家有關優(yōu)惠政策和國家計委“成風計劃”的推動下，年總裝機容量躍至10.88萬千瓦?？偟膩碚f我國風能并網發(fā)電已經走過了30年歷程，但是跟國外相比，我國裝機容量仍然偏低，并且從設備制造水平來說還未走出“試驗”階段，但是同時也看出我國風電潛力巨大。隨著風電技術的日趨完善，已經形成一種富有活力的新興產業(yè)，并向產業(yè)化、設備大型化、設備實用化、取能高度化、成本低廉化和開發(fā)多元化等方向發(fā)展。研究內容、方法、手段及預期成果1、研究內容：本次設計以逆變?yōu)楹诵模陲L力發(fā)電電源的使用中，并網逆變器是關鍵裝置。目前，逆變裝置的研究主要集中于DC/DC和DC/AC兩級能量變換結構，前級為升壓斬波器，后級為全橋逆變器。前級DC/DC變換環(huán)節(jié)調整同步風力發(fā)電機組的工作點使其跟蹤最大功率點；后級DC/AC逆變環(huán)節(jié)是系統(tǒng)設計的關鍵，其主要功能是使輸出電流與電網電壓同相位，同時獲得較高的功率因數。其系統(tǒng)框圖如下圖1-1所示：圖1-1風力發(fā)電逆變電源系統(tǒng)框圖2、研究的方法以及手段：以IGBT驅動電路為核心，結合學習升壓斬波、全橋逆變、等典型電路，設計一個風

能電源逆變裝置。研究方法和步驟：（1） 了解并掌握電力電子中逆變的概念與原理，并學習升降壓的原理；（2） 查閱資料，了解芯片UC8010的原理及其主要特點；（3） 復習自動控制及一些常用的濾波電路；（4） 學習逆變電路、升壓斬波電路、閉環(huán)控制、濾波等在該課題中的應用與聯(lián)系；（5） 設計系統(tǒng)框架圖；（6） 在Protel中畫出其電路圖，進行仿真；（7） 進行實物制作；（8） 進行電路聯(lián)調。3、研究的預期成果：（1） 實現(xiàn)直流到交流的轉化：其主要采用DC/AC，即全橋逆變器，逆變環(huán)節(jié)是系統(tǒng)設計的關鍵，其主要功能是使輸出電流與電網電壓同相位，同時獲得較高的功率因數；（2） 實現(xiàn)濾波環(huán)節(jié)：其濾波環(huán)節(jié)主要有咼通、低通、帶通濾波等；（3） 實現(xiàn)控制環(huán)節(jié)：其控制環(huán)節(jié)，米用PI控制和重復控制相結合的控制策略，以實現(xiàn)并網電流與電網電壓可靠同步；（4） 實現(xiàn)工作穩(wěn)定，性能良好。任務完成的階段安排及時間安排：周次設計（論文）任務及要求1—2復習電力電子及自動控制等課程學習的知識，并搜集資料3整理思路，編寫開題報告4—5畫出系統(tǒng)框架并設計各個模塊電路圖6—11應用Protel99se繪制控制系統(tǒng)原理圖，并用Multisim仿真12—14電路的連接與調試（包括DC/DC、DC/AC、濾波、控制等模塊的連接與調試〕15論文定稿，印制，做答辯準備參考文獻:［1］ 王兆安，黃俊.電力電子技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社.2007.［2］ 葉斌.電力電子應用技術［M］.北京：清華大學出版社.2006.⑶楊蔭福.電力電子裝置及系統(tǒng)［M］.北京：清華大學出版社.2007.［4］劉鳳君.現(xiàn)代逆變技術及應用［M］.北京：電子工業(yè)出版社.2006.⑸黃石生.逆變理論與弧焊逆變器［M］.北京：機械工業(yè)出版社.1995.⑹VijayKsood著徐政譯?高壓直流輸電與柔性交流輸電控制裝置一靜止變換器在電力系統(tǒng)中的應用［M］北京：機械工業(yè)出版社.2006.［7］王承熙，張源.風力發(fā)電［M］北京：中國電力出版社.2003.⑻韓禎祥.電力系統(tǒng)分析［M］浙江：浙江大學出版社.1997.［9］ 王長貴，王斯成.太陽能光伏發(fā)電實用技術［M］北京：化學工業(yè)出版社.