1. 研究目的与意义
随着全球能源危机和环境污染的加剧，风能、光伏发电等可再生清洁能源己经日益引起人们的广泛关注。风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。我国海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。然而，就大功率并网和技术成本而言，风力发电无疑是目前技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。风能是一种具有随机性、爆发性、能量密度低、不稳定性特征的能源。最大风能跟踪(MPPT)是风力发电的核心问题。应用先进的电力电子技术，研究开发高效的风能、电力变换回路以及将先进的控制技术应用到风力发电系统中，进一步提高风力发电的效率。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题在于用何种方法可以快速的进行最大功率点跟踪（MPPT），由于风能的随机性、爆发性、能量密度低、不稳定性特征，使得本次设计中变量很多，这就需要从不同变量角度出发，利用不同的方法，控制好每种变量，计算出不同方法下的功率，进行对比，得出相对功率最大的方法，从而使风能的利用率最大化。
难点：由于风能的随机性、爆发性、能量密度低、不稳定性特征，使得变量很多，需要用多种方法进行测量。
3. 国内外研究现状（文献综述）
随着能源危机和环境污染的加剧，在绿色能源快速发展的大环境下，风力发电正受到前所未有的重视和发展。但由于风力涡轮发电机存在着非线性的特性，其运行输出的最大功率点位置将随风速的改变而不同。由于可再生能源的可变性以及要与电网相互作用，风力发电装置通常被认为是电能质量较差的装置，因此在设计控制系统时要考虑电能质量。风力机出现时就有了对控制的要求，控制的主要目标是将功率与转速限制在一些标准值以下，以保证风力机在大风的条件下安全运行。因此从根本上说风力机是一个捕获风能并将风能转换为其他有用能量的装置，特别是与电网相连的风能转换系统，其设计必须保证能耗最小、运行安全、满足其噪声发射和电能质量的要求为保证可再生能源的最大利用率，风电并网系统需采用适当控制策略，以便尽可能保证有功功率的最大输出，由于风电场风速动态波动变化，风电场的输出功率存在较大随机波动，间歇性的功率波动将对大电网的电能质量造成不利影响[1]。
目前风能的利用逐渐被推广，但由于风的不稳定性，使得风能的利用率不能达到一个令人期望的效果，现有小型风电系统一般采用发电机输出经过不控整流后直接对蓄电池充电或再经过逆变后供给负载用电,并没有对风电转换环节进行控制,使得风能利用系数比较低,一般在0.3左右。据贝兹理论风能利用系数的极限值为0.593,如果控制风力机总是以最佳叶尖速比运行,年发电量可以提高20%～30%。可见，需要提高风能的发电量，需要对风电转换环节进行控制[2]。
能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。因此，风能作为一种无污染、可再生的绿色能源，已得到人们的广泛关注。无论是在远离电网的边远农村还是在有电网的城市地区都具有巨大的发展潜力。目前尤以变速恒频风力发电系统最受欢迎，因为该风力发电系统较之传统的恒速恒频风力发电系统有许多有点：低速时它能够根据风速的变化，在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能；高风速时利用风轮转速的变化，储存或释放部分能量，使功率输出更加平稳[3]。
4. 研究方案
通过对常用MPPT优缺点的分析比较，确定控制策略并进行理论分析，利用Simulink建立仿真模型从而进行仿真实验研究。在风力发电机控制中采用叶尖速比法，可以实现快速功率跟踪，但常由于风速测量值与实际风速值不一致，导致无法达到最大功率点。由于爬山搜索法不需要测量风速，所以采用爬山搜索法和叶尖速比控制法相结合来实现快速精确的最大功率跟踪。
5. 工作计划
第1周：查阅和研读大量中英文资料，英文资料的翻译；
第2周：开题报告；
第3周：开题报告；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
