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双馈式风力发电机原理双馈式风力发电机介绍双馈式风力发电机是一种常见的风力发电装置。
它具有较高的效率和良好的适应性，被广泛应用于风力发电场。
下面将逐步解释双馈式风力发电机的原理。
风能转换风是一种自然资源，可以转化为电能。
风力发电机通过转换风能为机械能，再将机械能转化为电能，实现风能的利用。
双馈式风力发电机在风能转换过程中采用了特殊的设计，使得发电效率更高。
基本原理双馈式风力发电机的基本原理如下：1.风能转化为旋转动能：风力发电机的叶片接收到风的动能，产生旋转运动。
2.传递旋转动能：旋转的轴通过齿轮传动等方式，将旋转动能传递给转子。
3.转子的双馈结构：转子包含一对主磁极和一对辅助磁极，其中辅助磁极是可调节的。
4.感应发电原理：主磁极在转子上产生的磁场与定子上的线圈相互作用，产生感应电动势。
5.电能传输：感应电动势经过变频器和其他电气设备进行调节和转换后，传输到电网中。
双馈式结构优势双馈式风力发电机采用双馈结构，具有以下优势：•提高稳定性：通过调整辅助磁极的位置，可以实现对转速和功率的精确控制，提高系统的稳定性。
•减小成本：辅助磁极的可调节性降低了对控制系统的要求，减小了成本。
•适应性强：双馈式风力发电机适应性强，可以适应不同的风速和转速变化。
总结双馈式风力发电机通过利用风能转化为电能，实现了对风力资源的有效利用。
它采用双馈结构，通过调节辅助磁极的位置，实现对转速和功率的精确控制，提高了系统的稳定性和功率输出。
双馈式风力发电机具有较高的效率和适应性，是目前风力发电场常用的装置之一。
变速恒频风力发电机空载并网控制随着环境保护和可持续发展的重要性日益凸显，风力发电作为一种清洁、可再生的能源，得到了广泛应用。
在风力发电机组中，变速恒频风力发电机是一种常见的类型。
本文将重点探讨变速恒频风力发电机空载并网控制的原理、优缺点及应用。
变速恒频风力发电机组是一种通过风轮捕捉风能，并将其转换为电能的技术。
与恒速恒频风力发电机相比，变速恒频风力发电机具有更高的风能利用率和更宽的转速范围。
其工作原理是，通过调整风轮转速，以适应风速的变化，从而保持发电机输出频率的稳定。
空载并网控制是指风力发电机在不带负载的情况下与电网连接。
实现空载并网的关键在于控制风轮转速和发电机电流，以确保发电机与电网的同步。
常见的空载并网控制策略包括以下两种：直接并网法：在风速达到额定值后，风轮直接驱动发电机进入同步状态，然后进行并网。
此种方法简单直接，但并网瞬间会产生较大的冲击电流。
软并网法：通过控制风轮和发电机的转速，缓慢地将发电机接入电网，从而避免冲击电流的产生。
这种方法需要更多的控制环节和算法，但其并网效果较直接并网法更为平稳。
优点： a.由于能够适应风速的变化，所以具有较高的风能利用率； b.通过调整转速，可以减轻风轮和发电机的机械应力，提高设备的寿命；c.与恒速恒频风力发电机相比，其启动和停止更为灵活。
缺点： a.控制系统的设计较为复杂，需要精确的转速和电流控制； b.并网过程中可能产生较大的冲击电流，对电网造成一定的影响； c.需要采取措施来应对电网的波动，以保证系统的稳定运行。
变速恒频风力发电机空载并网控制在现代风力发电场中得到了广泛应用。
例如，根据某风力发电场的数据，采用变速恒频风力发电机空载并网控制后，该风电场的年发电量增加了30%，同时设备维护成本降低了20%。
这充分证明了变速恒频风力发电机空载并网控制在提高发电效率和降低运行成本方面的优势。
变速恒频风力发电机空载并网控制是风力发电技术中的重要一环。
通过控制风轮转速以适应风速的变化，保持发电机输出频率的稳定，可以实现高效的电能转换。
变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术研究变速恒频双馈风力发电机是一种目前被广泛应用的风力发电机型号之一、它的励磁控制技术的研究对于提高风力发电机的发电效率和稳定性具有重要意义。
本文将从变速恒频双馈风力发电机的原理入手，介绍其励磁控制技术的研究现状和存在问题，并展望未来的发展方向。
变速恒频双馈风力发电机是一种采用双馈变速发电机作为发电机的风力发电系统。
其工作原理为：风能通过风轮驱动发电机转子旋转，产生电能。
其中，双馈发电机在转子和定子之间通过两个转换器将电能传递到电网中。
变速恒频控制技术的目的是根据风能的变化调整电机的转速，从而使发电机输出的电压频率保持稳定不变，并将其与电网的频率保持一致。
目前，变速恒频双馈风力发电机的励磁控制技术主要有三种类型：恒功率控制、恒风速控制和变频控制。
恒功率控制方法通过调节齿比传动装置来使得风力发电机输出的功率恒定。
恒风速控制方法通过调整转子的转速来使得风轮的转速保持恒定，从而达到一定的风速条件下输出恒定的功率。
变频控制方法通过控制发电机的频率来实现电网的频率同步。
然而，该技术在实际应用中还存在一些问题。
首先，励磁调节繁琐，难以实现精确控制。
其次，由于风力的不稳定性，变速恒频双馈风力发电机的输出功率会产生一定的波动，从而对电网的安全性和稳定性产生影响。
此外，传统的变速恒频控制方法对于风力发电机在不同气候条件下的风速响应能力较差。
未来的发展方向是改进现有的励磁控制技术，提高风力发电机的发电效率和稳定性。
一方面，可以研究开发更加精确的励磁控制算法，提高励磁系统的响应速度和控制精度。
另一方面，可以采用先进的传感器技术来实时监测和调节风力发电机的工作状态，以提高其对风力变化的响应能力。
此外，还可以结合机器学习等新兴技术，通过模型预测和预测控制来减小风力发电机输出功率的波动性。
综上所述，变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术的研究对于提高风力发电机的发电效率和稳定性具有重要意义。
通过改进励磁控制算法和采用先进的传感器技术，可以提高风力发电机的响应能力和控制精度，减小输出功率的波动性。
变速恒频双馈风力发电机运行原理张 波风力发电以其无污染和可再生性，日益受到世界各国的广泛重视，近年来得到迅速发展。
采用双馈电机的变速恒频风力发电系统与传统的恒速恒频风力发电系统相比具有显著的优势，如风能利用系数高，能吸收由风速突变所产生的能量波动以避免主轴及传动机构承受过大的扭矩和应力，以及可以改善系统的功率因数等。
双馈电机变速恒频（VSCF ）风力发电系统，是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制。
它的核心技术是基于电力电子和计算机控制的交流励磁控制技术。
1 工作原理1.1 双馈电机的VSCF 控制原理VSCF 风力发电系统主要由风力机、增速箱、双馈发电机、双向变频器和控制器组成。
双馈发电机可在不同的转速下运行，其转速随风速的变化可作适当的调整，使风力机的运行始终处于最佳状态，以提高风能的利用率。
当电机的负载和转速变化时，通过调节馈入转子绕组的电流，不仅能保持定子输出的电压和频率不变，而且还能调节发电机的功率因数。
双馈异步发电机的结构类似绕组感应发电机，其定子绕组直接接入电网，转子绕组由一台频率、电压可调的低频电源（一般采用交-交变频器或交-直-交变频器）供给三相低频电流，图1给出这种系统的原理框图。
当转子绕组通过三相低频电流时，在转子中形成一个低速旋转磁场，这个磁场的旋转速度（n 2）与转子的机械转速（n ）相叠加，使其等于定子的同步转速（n 1），即21n n n ±=从而在发电机定子绕组中感应出相应与同步转速的工频电压。
由上面转速关系可以推出风力发电机转速与定、转子绕组电流频率的关系，即式中 f 1、f 2、n 和p 分别为定子电流频率、转子电流频率、发电机的转速和极对数。
当风速变化时，转速随之而变化。
由式(1)可知，当转速n 发生变化时，若调节f 221()f sf =±相应变化，可使f 1保持恒定不变，即与电网频率保持一致，实现风力发电机的VSCF 控制。
变速恒频双馈风力发电机的原理和优点研究摘要随着地球能源的日益紧缺，环境污染的日益加重，风能作为可再生绿色能源越来越被人们重视，风力发电技术成为世界各国研究的重点。
变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术，其主要优点在于风轮以变速运行。
通过调节发电机转子电流的大小、频率和相位，从而实现转速的调节，可在很宽的风速范围内保持近乎恒定的最佳叶尖速比，进而实现追求风能最大转换效率；同时又可以采用一定的控制策略灵活调节系统的有功、无功功率，抑制谐波，减少损耗，提高系统效率。
而其与双馈发电机构成的风力发电系统的研究已经成为目前国际上风力发电的必然趋势。
关键词：风能，，风力发电，变速恒频，双馈发电机1 国内外风力发电现状风力发电作为一种无污染的清洁能源，日益受到各个国家的重视。
由于近年来电力电子技术发展的势头突飞猛进，尤其是计算机与控制技术的飞速发展，各国看到了风能的潜力，都在风能的开发利用上投入了大量的人力物力精力，风力发电的技术得到长足的进步和飞速发展。
机械、空气动力、计算机、自动控制、电力电子技术的发展和新领域的利用，促进了很多当初制约风力发电发展的一些技术难关的攻克，并且在各国政府的大力支持下，风电的时代已经来临。
预计到2020年，世界风电的装机容量将达到1231000MW，发电量约为30000亿KWh，风力发电将占世界发电总量的12％。
“风力12%”的蓝图，展示出风力发电已经成为解决世界能源问题的不可缺的重要力量。
风力发电不再是一种可有可无的补充能源，已经成为最具有商业化发展前景的成熟技术和新兴产业，有可能成为世界未来最重要的替代能源。
在欧洲，德国一直引领着世界风电市场的发展，他们制定了一个新的风电发展规划，到2025年风电至少占总用电量的25%。
丹麦、西班牙和法国的风电也在高速发展，其中西班牙和法国的风电装机容量以每年60%的速度增长，丹麦已成功用风电来满足国内18%的电力需求，是世界上风电贡献率最高的国家。
双馈型风力发电变流器及其控制随着环保意识的日益增强和可再生能源的广泛应用，风力发电技术得到了快速发展。
双馈型风力发电变流器作为风力发电系统中的关键设备之一，在提高风能利用率和电能质量方面具有重要作用。
本文将介绍双馈型风力发电变流器的工作原理、特点优势及其控制方式。
双馈型风力发电变流器是一种交直流变换设备，可将风力发电机发出的交流电转换为直流电，再供给电力系统使用。
其工作原理是采用双馈（交流和直流）线路，通过电力电子器件（如IGBT、SGCT等）的开关动作，控制交流和直流电流的双向流动，实现能量的交直流转换。
高效性：双馈型风力发电变流器具有较高的能量转换效率，可实现风能的最大化利用。
灵活性：双馈型风力发电变流器可通过控制开关器件的占空比，调节输出电流的幅值、频率和相位，满足不同风速和负荷条件下的运行需求。
稳定性：双馈型风力发电变流器可有效平抑风速波动带来的影响，提高电力系统的稳定性。
维护性：双馈型风力发电变流器采用模块化设计，便于维护和检修，降低了运维成本。
矢量控制：通过控制交流侧电流的幅值和相位，实现有功功率和无功功率的解耦控制，提高电力系统的稳定性。
直接功率控制：采用瞬时功率采样，通过控制逆变侧电流的幅值和相位，直接控制有功功率和无功功率，具有快速的动态响应。
神经网络控制：利用神经网络技术，建立风力发电变流器数学模型，实现自适应控制和优化运行。
模糊控制：基于模糊逻辑理论，通过模糊控制器对变流器进行非线性控制，具有良好的鲁棒性和适应性。
双馈型风力发电变流器作为风力发电系统的关键设备之一，具有高效、灵活、稳定和维护简便等特点及优势。
其控制方式多种多样，包括矢量控制、直接功率控制、神经网络控制和模糊控制等，可根据实际应用场景选择合适的控制方式以实现最优运行。
随着风电技术的不断发展，双馈型风力发电变流器在未来将发挥更加重要的作用，为可再生能源的广泛应用和绿色能源转型提供强有力的支持。
随着环境保护和可持续发展的日益重视，风力发电作为一种清洁、可再生的能源，越来越受到人们的。
双馈风力发电机及控制原理1. 引言随着环境保护和可再生能源的重要性越来越被人们所认识，风力发电作为一种清洁能源发电方式受到了广泛的关注。
双馈风力发电机作为一种较为常见的风力发电机类型，具有较高的效率和可靠性，被广泛应用于风力发电场。
本文将介绍双馈风力发电机及其控制原理，以帮助读者更好地理解和应用双馈风力发电机技术。
2. 双馈风力发电机原理双馈风力发电机是由风力发电机、功率变换装置和控制系统组成的。
其工作原理如下：1.风力发电机：风力发电机是将风能转化为机械能的装置。
其主要部件有叶片、轴承、传动装置等。
当风经过叶片时，叶片会受到空气的推力，使得转子旋转，进而驱动主轴转动。
2.功率变换装置：功率变换装置将发电机产生的机械能转化为电能，并连接到电网中。
双馈风力发电机使用的是双馈变流器，它包括一个转子侧变频器和一个电网侧变频器。
转子侧变频器将转子输出的电能转化为交流电，并传输到电网侧变频器。
电网侧变频器则将交流电转化为电网所需的电能，并与电网进行连接。
3.控制系统：控制系统是对双馈风力发电机进行监测和控制的装置。
它通过传感器将双馈风力发电机的状态信息传输给控制器，控制器根据预设的运行参数对发电机进行调控。
例如，控制器可以根据风速变化调整发电机的转速，以最大限度地提高发电机的效率。
3. 双馈风力发电机的优势相比于其他类型的风力发电机，双馈风力发电机具有以下几个优势：•高效率：双馈风力发电机在部分负载工况下能保持较高的效率，有效提高了发电机能量转换的效率。
•抗风干扰能力强：双馈风力发电机控制系统具有较强的抗风干扰能力，能够稳定运行并输出稳定的电能。
•可靠性高：双馈风力发电机采用的双馈变流器能够有效避免发电机因电网故障等原因引起的故障，提高了发电机的可靠性。
4. 双馈风力发电机控制原理双馈风力发电机控制系统主要通过控制器对发电机的调速、电压和功率进行控制。
其控制原理如下：1.风速检测和采集：通过风速传感器检测风速，并将风速数据传输给控制器。
变速恒频双馈风力发电机的原理和优点研究变速恒频发电技术变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术，其主要优点在于风轮以变速运行。
这一调速系统和变桨距调节技术环节结合起来，就构成了变速恒频风力发电系统。
其调节方法是：起动时通过调节桨距控制发电机转速；并网后在额定风速以下，调节发电机的转矩使转速跟随风速变化，保持最佳叶尖速比以获得最大风能；在额定风速以上，采用失速与桨距双重调节、减少桨距调节的频繁动作，限制风力机获取的能量，保证发电机功率输出的稳定性和良好的动态特性，提高传动系统的柔性。
上述方式目前被公认为最优化的调节方式，也是未来风电技术发展的主要方向。
其主要优点是可大围调节转速，使风能利用系数保持在最佳值；能吸收和存储阵风能量，减少阵风冲击对风力发电机产生的疲劳损坏、机械应力和转矩脉动，延长机组寿命，减小噪声；还可控制有功功率和无功功率，改善电能质量。
尽管变速系统与恒速系统相比，风电转换装置中的电力电子部分比较复杂和昂贵，但成本在大型风力发电机组中所占比例并不大，因而大力发展变速恒频技术将是今后风力发电的必然趋势。
目前，采用变速恒频技术的风力发电机组，由于采用不同类型的发电机，并辅之相关的电力电子变流装置，配合发电机进行功率控制，就构成了形式多样的变速恒频风力发电系统。
主要有以下几类：鼠笼型异步发电机变速恒频风力发电系统、绕线式异步发电机变速恒频风力发电系统、同步发电机变速恒频风力发电系统、双馈发电机变速恒频风力发电系统。
其中，由双馈发电机构成的变速恒频控制方案是在转子电路实现的，采用双馈发电方式，突破了机电系统必须严格同步运行的传统观念，使原动机转速不受发电机输出频率限制，而发电机输出电压和电流的频率、幅值和相位也不受转子速度和瞬时位置的影响，变机电系统之间的刚性连接为柔性连接。
基于诸多优点，由双馈发电机构成的变速恒频风力发电系统已经成为目前国际上风力发电方面的研究热点和必然的发展趋势。
变速恒频双馈风力发电机基本原理双馈电机的结构类似于绕线式异步电机，旋转电机的定子和转子均安放对称三相绕组，其定子与普通交流电机定子相似，定子绕组由具有固定频率的对称三相电源激励。
电机定转子极数相同。
转子绕组由具有可调节频率的对称三相电源激励。
电机的转速由定转子之间的转差频率确定。
电机的定转子磁场是同步旋转的，因此它又具有类似同步电机的特性。
当电机定子对称三相绕组由频率1f 的电网供电时，气隙中基波旋转磁场的同步转速为1n ，满足60/11n n f p =。
转子由原动机带动以转速r n 旋转，而在转子对称三相绕组中施以频率为1sf （s 为转差率）的变频电源，在转子中产生三相对称电流，它们产生的基波旋转磁势2F 相对于转子而言以转差速度1sn 旋转，相对于定子以同步转速旋转。
转子磁势在气隙中建立的基波旋转磁场，在定子绕组中产生感应电势（频率为1f ），该电势与外加至定子绕组中的电源电压共同作用形成三相对称电流，由此产生的定子基波磁势1F 同样以同步转速旋转。
定转子磁势相对静止，在气隙中形成合成磁势m F ，该磁势在气隙中产生合成磁场m ψ，分别与定转子绕组交链，在绕组中分别感应电势1E &、2E &（频率为1sf ）。
实质上，双馈电机与普通异步电机的工作原理是一致的。
二者的区别在于普通异步电机转子电流的频率取决于电机的转速，由转子短路条感应电势的频率决定，与转差率有关，转子电流本身的频率不能自主地、人为地调整。
而双馈电机转子绕组的频率由外加交流励磁电源供电，其频率可以随之变化调节。
因此，双馈电机既具有异步电机的工作原理，又具有同步电机的工作特性，是一种具有同步特性的特殊的异步电机。
双馈电机定转子均为三相对称绕组，它均匀分布在电机圆周，气隙均匀，电路、磁路呈对称分布。
现作如下假定：(1)只考虑定转子电流的基波分量，忽略谐波分量。
(2)只考虑定转子空间磁势基波分量。
(3)忽略磁滞、涡流损耗和铁耗。
(4)变频电源可为转子提供能满足幅值、频率及功率因数要求的电源，不计其阻抗与损耗。
定子方正方向按发电机惯例定义，转子方正方向按电动机惯例定义。
与分析感应电机的方法类似，根据磁势与电势平衡原则，将转子方各物理量折算至定子方，可得基本方程式如下：⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧==+=++=+-=mm m x I j E E E I I I jx s r I E s V jx r I E V &&&&&&&&&&&&&121122222211111)()( 式中，1V &为定子电压，1I &为定子电流，1r 为定子电阻，1x 为定子漏抗，2V &为折算后的转子电压，2I &为折算后的转子电流，2r 为折算后的转子电阻，2x 为折算后的转子漏抗，m I &为激磁电流，m r 为激磁电阻，m x 为激磁电抗，s 为转差率，1E &、2E &为感应电势。
另外，由于m m x r <<，故忽略m r 。
对于发电机，若轴上输入的机械功率为m P ，根据能量守恒原理，有：em em m P sP P =+于是em m P s P )1(-=))](([sin )1(3))]()(([cos )1(3)()1(32121212121122122112222x x x x x s r r sD x V V s x x r x x sr sD x V V s s r V r s V D x s P m m m m m m m +++-++-+-+--=αα则电磁转矩可表示为：Ω==Ω=m m em em P T P T 1 式中，Ω为转子机械角速度，)1(1s -Ω=Ω。
由机械功率表达式可导出电磁转矩表达式，它由三个分量组成，即：321T T T T em ++=式中，sr V D x T m 2211213ω-= 12221223r sV D x T m ω= ))]((sin ))]()(([cos 321212*********x x x x x s r r x x r x x s r sD x V V T m m m m +++++-+=ααω 可见，1T 为一感应转矩。
当s 一定时，1T 由定子电压的幅值大小确定。
10<<s 时，01<T 为拖动转矩；0<s 时，01>T 为制动转矩，也就是说其转矩性质视s 的正负而定。
2T 恒为制动转矩。
当s 一定时，2T 由转子电源电压的幅值大小确定。
3T 是由定转子磁场相互作用产生的，可看作同步转矩，其值可正可负。
因此，在一般情况下，双馈电机的电磁功率和电磁转矩不但与转差率s 有关，还与定转子电压幅值以及它们之间的相位差角α有关，这是从双馈电机整个外部特性来考虑问题的，将其看作只受定转子方两个外加电压源作用。
由于转子绕组始终可以看作受两个频率都是转差频率的电压源作用，一个是转子感应电势20E s &（202E s E &&=，20E &为转子静止时，转子开路感应电势），另一个是转子绕组外加电压2V &。
因此，不妨换个角度，从电机的转子方来考虑电磁功率和电磁转矩。
定义转子绕组外加电压2V &与转子感应电势20E s &之间的夹角为δ，定转子方功率因数角分别为1ϕ和2ϕ，则由等值电路可得：111I Z Z Z V I mm m &&&+= ])()[(12121122I Z Z Z Z Z Z V Z Z s V mm m &&&++++= 22220)(222222ϕϕδj j e Z sE e Z s V Z E s V I ---=-=&&&将上式用Euler 公式展开后取实部和虚部，并分别定义转子电流的有功分量为p I 2、无功分量为q I 2，则有：]cos )cos([222022202ϕϕδs sE V Z E I p --= （1） ]sin )sin([222022202ϕϕδs sE V Z E I q +-=（2） 若将双馈电机看作特殊的异步电机，则由异步电机的统一转矩公式，可得双馈电机的电磁转矩表达式为：p em I kE T 220=式中，111jx r Z +=，222jx sr Z +=，m m jx Z =，k 为由电机参数所决定的常数。
上式表明，交流励磁双馈发电机的电磁转矩与转子电流的有功分量成正比，因而通过转子电流的有功分量就可以控制双馈发电机定子端口的有功功率；而转子电流的无功分量则可以控制双馈发电机定子端口的无功功率。
当10<<s 时，电机次同步运行，转差功率为0>em sP ，表示电磁功率一部分由转子方电源提供，此时原动机提供的机械功率为em P s )1(-；当0<s 时，电机超同步运行，转差功率为0<em sP ，表示转子方电源吸收由电机气隙回馈的一部分电磁功率，此时原动机提供的机械功率为em P s )1(+，表示定子方发出的电功率以及转子方电源吸收的电功率全部由原动机承担。
式（1）与式（2）表明，独立调节转子方外加电压的幅值和相位角δ就可以控制双馈发电机定子端口的有功功率和无功功率。
在转差率保持不变的情况下，如果转子电流有功分量发生变化，只要适当调节的幅值和相位角δ，就可以保持转子电流无功分量不变，或者使定子端口的有功功率和无功功率保持一定的功率因数关系。
式（1）与式（2）亦同时表明，若转子方外加电压的幅值和相位角δ取适当的值，当转差率为正值时（10<<s ），转子电流的有功电流分量可以为正值，电机次同步运行，定子发出有功功率；当转差率为负值时（0<s ），转子电流的有功电流分量可以为负值，电机超同步运行，但定子同样发出有功功率。
通过对等值电路的分析和计算，可以将双馈发电机的控制规律看作转差率s 、转子励磁电源电压2V &（包括其幅值、相位和频率）以及1V &与2V &之间的相位差角α这三个量的函数，这三个量中任意量变化都将影响电机运行性能。
因此，若要使电机达到某种稳态，则可以利用这三个量来进行控制。
双馈发电系统作为可再生能源获取的执行部件，属于典型的分布式发电系统。
因此，分布式发电系统的通用问题，如孤岛效应等，都值得在双馈发电系统中进行研究。
双馈发电系统在和常规的大电网并联运行时，对电网电压的扰动的响应，包括不对称电网、电压跌落、电网电压谐波、电网电压相位及频率波动等，也是很有必要进行研究的。
