开题报告-风力发电机传动系统建模与仿真.docx
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1、塔里木大学毕业论文(设计)开题报告课题名称风力发电机传动系统建模与仿真学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业班级指导教师起止时间2012.10.15-2013.5.18机械电气化工程学院教务办制填表说明一、学生撰写开题报告应包含的内容:1、本课题来源及研究的目的和意义;2、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析;3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析;4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路;5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法;6、完成本课题的工作方案及进度计划;7、主要参考文献(不少于7篇)。二、本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在接到“毕
2、业论文(设计)任务书”的两周内独立撰写完成,并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体,字数在3000字以上,由学生在本报告册内填写,页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文(设计)课题须提交开题报告一式三份,一份学生本人留存,一份指导教师存阅,一份学生所在学院存档,备检备查。一、课题研究的目的和意义随着世界各国对能源需求的持续增长,煤炭、石油等常规能源的逐渐枯竭以及环境污染问题的日益严重,人类越来越重视可再生能源的利用。在众多的可再生能源中,风能以其巨大的优越性和发展潜力受到人们的青睐。风力发电具有建设周期短、装机规模灵活、不消耗燃料、不污染环境、不淹没土地等优点,被世界各国优先采用,风力
3、发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。我国是人口大国,又是资源相对缺乏的国家,要实现我国全面建设小康社会和社会经济的可持续发展,就必须协调解决好发展、能源、环保的关系。开发绿色能源,大力发展风力发电事业可优化我国能源消费结构,降低对国外石油能源进口的依赖度,具有十分重要的战略意义。风力发电的缺点是风能不稳定,这使得控制技术和伺服传动技术成了风力机的关键技术。随着风力发电机组单机容量的大型化,变桨距控制风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的重视。变桨距风力发电机组并网后可对输出功率进行控制,使风力机的起动性能和功率输出特性都有明显改善。同时变桨距系统自身可以组成闭环,变桨距控制系统的水平
4、也得到进一步提高,而我国目前在这一领域的研究还处于起步阶段,与国际先进水平尚有不小差距。开展变桨距的设计与控制的研究,对于打破发达国家对先进风力发电技术的垄断,对我国的风力发电技术水平更上一个层次具有重要意义。二课题所涉及的问题在国内外现状及分析2.1 世界风力发电现状20世纪80年代以来,工业发达国家对风力发电机组的研制取得了巨大进展。1987年美国研制出单机容量为3.2MW的水平轴风力发电机组,安装于夏威夷群岛的瓦胡岛上。1987年加拿大研制出单机容量为4.OMW的立轴达里厄风力发电机组,安装于魁北克省的凯普-柴特。进入20世纪80年代,单机容量在100KW以上的水平轴风力发电机组的研究开
5、发及生产在欧洲的丹麦、德国、荷兰、西班牙等国取得了快速发展。到20世纪90年代,单机容量为100200KW的机组已在中型和大型风电场中成为主导机型。同时单机容量在IMW以上的风力发电机组也研制开发成功,并在风电场中成功运行。世界风电总装机容量1997年底为746万KW,1998年底为1015万KW,1999年底为1393万KW,2000年达1845万KW,2001年达2493万KW,2002年达3112KM平均年增长率在30%以上。欧洲风能协会预计,全世界到2020年风力发电装机容量将超过1亿KW,占欧洲总发电量的20%以上。世界能源委员会预计,全世界到2020年风力发电装机容量可达1.8亿4
6、7亿KWo2.2 中国风力发电现状中国风力发电起步较晚,但发展较快。目前风力发发电机组的研制开发重点分两方面,一是IKw以下独力运行的小型风力发电机组,二是100Kw以上并网运行的大型风力发电机组。20世纪80年代中期,中国开始规划风力发电场的建设。1983年在山东荣城引进3台丹麦55Kw风力发电机组,开始并网风力发电技术的试验和示范。1986年在新疆达坂城安装了1台100KW风力发电机组,1989年又安装了13台150KW风力发电机组,同年在内蒙古朱日和也安装5台美国100KW机组,开始了中国风电场运行的试验和示范。特别近年来,中国的风力风电场建设取得了较好的经济效益和巨大的发展。据统计,到
7、2001年底,中国共建有27座风电场,装机812台,总容量39.98985万KW。目前正处于前期工作阶段和正在建设的风电场以遍及10多个省、市和自治区。2.3 风力发电展望风力发电技术目前还在不断发展,主要体现在单机容量不断增大上。目前主流发电机组的功率,以上升到600750KW,MW级的机组也成批生产,24MW级的机组已在实验生产。这就必然要采用一些新的复合材料和新的技术。例如,单机容量不断增大,桨叶的长度也在不断增长,容量为2MW的风力机叶轮扫风直径达72m。目前最长的叶片以做到50黑桨叶材料由玻璃纤维增强树脂发展为强度高、重量轻的碳纤维。桨叶也向柔性方向发展。早期的一些风力机桨叶是根据直
8、升飞机的机翼设计的,而风力机的桨叶运行在与直升飞机很不同的空气动力环境中。对叶型的进一步改进,增强了风力机捕捉风能的效率。例如,在美国,国家可再生能源实验室研制开发了一种新型叶片,比早期的一些风力机桨叶捕捉风能的能力要大2096。目前,丹麦、美国、德国等风电科技较发达的国家,有许多专业研究人员在利用较先进的设备和技术条件致力与新叶型的从理论到应用的研究开发。在中、大型风电机组的设计中,采用了更高的塔架以捕捉更多的风能。地处平坦地带的风力机。在50m高处捕捉的风能要比30m高处多20%o尤其值得注意的是,随着电力电子技术的发展,近年来发展了一种变速风力发电机组,取消了沉重的增速齿轮箱,发电机轴直
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