風(fēng)力發(fā)電逆變電源的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目 風(fēng)力發(fā)電逆變電源的設(shè)計(jì)姓名： 、 學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師： 馮引安 班級(jí)： 電氣083 所在院系：電氣與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告表課題名稱風(fēng)力發(fā)電逆變電源的設(shè)計(jì)課題來(lái)源教師擬定課題類型工程技術(shù)研究類指導(dǎo)教師馮引安學(xué)生姓名李木八、、學(xué) 號(hào)200806010305專 業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化課題的研究意義以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r:課題的研究意義：隨著能源消費(fèi)的增長(zhǎng)、生態(tài)環(huán)境的日益惡化和人類環(huán)保意識(shí)的提高，世界各國(guó)都在積極尋找一種可持續(xù)發(fā)展目無(wú)污染的新能源。風(fēng)能作為一種高效無(wú)污染的新能源，一種未來(lái)世紀(jì)常規(guī)能源的替代品，尤其受到人類的重視。從日前來(lái)看，風(fēng)能并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)是最有發(fā)展前途的，成為了可再生能源應(yīng)用的主流。隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，包括市電電源在內(nèi)的所有原始電能質(zhì)量可能滿足不了用戶的要求，而現(xiàn)代逆變技術(shù)作為電力電子技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分，在提高電能質(zhì)量方面有著重要的作用。能源開(kāi)發(fā)，資源利用與環(huán)境保護(hù)相互協(xié)調(diào)是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。節(jié)省能源與開(kāi)發(fā)新能源，提高燃料的利用率與減少燃料燃燒產(chǎn)生的污染已成為必須解決的重要課題。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，其蘊(yùn)量巨大，分布面廣，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定，必須經(jīng)過(guò)整流和逆變把它變成穩(wěn)定的工頻交流電才能大量應(yīng)用。此外，在直流電源領(lǐng)域，UPS，變頻器等中逆變器也都有著廣泛的應(yīng)用前景。另外，通過(guò)對(duì)此課題的研究設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步的加深對(duì)逆變器的認(rèn)識(shí)，將大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)融匯，深化，接近工程實(shí)際，提高自己分析解決問(wèn)題的能力，對(duì)于以后的走上工作崗位是一個(gè)很好的準(zhǔn)備。國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：（1）國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀：風(fēng)力發(fā)電在歐洲發(fā)展最快，德國(guó)的風(fēng)電發(fā)展處于領(lǐng)先地位，在近期德國(guó)制定的風(fēng)電發(fā)展長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃中指出，到2025年風(fēng)電要實(shí)現(xiàn)占電力總?cè)萘康?5%，到2050年實(shí)現(xiàn)占總用量的50%的目標(biāo)。另外，丹麥的風(fēng)能發(fā)電已經(jīng)可以滿足18%的用電需求，法國(guó)也在制定風(fēng)能發(fā)電的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃。同時(shí)亞洲的風(fēng)電也保持較快的發(fā)展勢(shì)頭。其中印度政府積極推動(dòng)風(fēng)能發(fā)展，積極鼓勵(lì)大型企業(yè)進(jìn)行投資發(fā)展風(fēng)電，并保持實(shí)施優(yōu)惠政策激勵(lì)風(fēng)能制造基地，目前印度已經(jīng)成為世界第5大風(fēng)電生產(chǎn)國(guó)。據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)和綠色和平組織簽署了“關(guān)于2020年風(fēng)電達(dá)到世界電力總量的12%的藍(lán)圖”報(bào)告，2020年全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到12.31億千瓦，是2002年世界風(fēng)電裝機(jī)容量的38.4倍，年安裝量達(dá)1.5億千瓦，風(fēng)力發(fā)電量將占全球發(fā)電總量的12%。（2）國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀：我國(guó)是世界上風(fēng)力資源較為豐富的國(guó)家之一，全國(guó)可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)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(nèi)蒙古、新疆、甘肅）兩大風(fēng)帶，風(fēng)的質(zhì)量很好，為開(kāi)發(fā)風(fēng)力發(fā)電提供了基礎(chǔ)環(huán)境和條件，因此我國(guó)也在大力提倡風(fēng)力發(fā)電。我國(guó)從70年代開(kāi)始進(jìn)行并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電的嘗試。早期，山東，新疆等地引入國(guó)外風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開(kāi)始我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行試驗(yàn)與示范。1997年在國(guó)家有關(guān)優(yōu)惠政策和國(guó)家計(jì)委“成風(fēng)計(jì)劃”的推動(dòng)下，年總裝機(jī)容量躍至10.88萬(wàn)千瓦?？偟膩?lái)說(shuō)我國(guó)風(fēng)能并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)走過(guò)了30年歷程，但是跟國(guó)外相比，我國(guó)裝機(jī)容量仍然偏低，并且從設(shè)備制造水平來(lái)說(shuō)還未走出“試驗(yàn)”階段，但是同時(shí)也看出我國(guó)風(fēng)電潛力巨大。隨著風(fēng)電技術(shù)的日趨完善，已經(jīng)形成一種富有活力的新興產(chǎn)業(yè)，并向產(chǎn)業(yè)化、設(shè)備大型化、設(shè)備實(shí)用化、取能高度化、成本低廉化和開(kāi)發(fā)多元化等方向發(fā)展。研究?jī)?nèi)容、方法、手段及預(yù)期成果1、研究?jī)?nèi)容：本次設(shè)計(jì)以逆變?yōu)楹诵?，在風(fēng)力發(fā)電電源的使用中，并網(wǎng)逆變器是關(guān)鍵裝置。目前，逆變裝置的研究主要集中于DC/DC和DC/AC兩級(jí)能量變換結(jié)構(gòu)，前級(jí)為升壓斬波器，后級(jí)為全橋逆變器。前級(jí)DC/DC變換環(huán)節(jié)調(diào)整同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作點(diǎn)使其跟蹤最大功率點(diǎn)；后級(jí)DC/AC逆變環(huán)節(jié)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，其主要功能是使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時(shí)獲得較高的功率因數(shù)。其系統(tǒng)框圖如下圖1-1所示：圖1-1風(fēng)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(qū)動(dòng)電路為核心，結(jié)合學(xué)習(xí)升壓斬波、全橋逆變、等典型電路，設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)

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(xué)習(xí)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(diǎn)；（3） 復(fù)習(xí)自動(dòng)控制及一些常用的濾波電路；（4） 學(xué)習(xí)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(yīng)用與聯(lián)系；（5） 設(shè)計(jì)系統(tǒng)框架圖；（6） 在Protel中畫(huà)出其電路圖，進(jìn)行仿真；（7） 進(jìn)行實(shí)物制作；（8） 進(jìn)行電路聯(lián)調(diào)。3、研究的預(yù)期成果：（1） 實(shí)現(xiàn)直流到交流的轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)的關(guān)鍵，其主要功能是使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時(shí)獲得較高的功率因數(shù)；（2） 實(shí)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(shí)現(xiàn)控制環(huán)節(jié)：其控制環(huán)節(jié)，米用PI控制和重復(fù)控制相結(jié)合的控制策略，以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓可靠同步；（4） 實(shí)現(xiàn)工作穩(wěn)定，性能良好。任務(wù)完成的階段安排及時(shí)間安排：周次設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及要求1—2復(fù)習(xí)電力電子及自動(dòng)控制等課程學(xué)習(xí)的知識(shí)，并搜集資料3整理思路，編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告4—5畫(huà)出系統(tǒng)框架并設(shè)計(jì)各個(gè)模塊電路圖6—11應(yīng)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(diào)試（包括DC/DC、DC/AC、濾波、控制等模塊的連接與調(diào)試〕15論文定稿，印制，做答辯準(zhǔn)備參考文獻(xiàn):［1］ 王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007.［2］ 葉斌.電力電子應(yīng)用技術(shù)［M］.北京：清華大學(xué)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(xué)出版社.2007.［4］劉鳳君.現(xiàn)代逆變技術(shù)及應(yīng)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(jī)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(yīng)用［M］北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006.［7］王承熙，張?jiān)?風(fēng)力發(fā)電［M］北京：中國(guó)電力出版社.2003.⑻韓禎祥.電力系統(tǒng)分析［M］浙江：浙江大學(xué)出版社.1997.［9］ 王長(zhǎng)貴，王斯成.太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)用技術(shù)［M］北京：化學(xué)工業(yè)出版社.