基于MATLAB的风力发电机组的建模与仿真.docx

实验一 ：风力发电机组的建模与仿真 姓名： 学号： 一、实验目标： 1.能够对风力发电机组的系统结构有深入的了解。 2。能熟练的利用 MATLAB 软件进行模块的搭建以及仿真. 3 。对仿真结果进行研究并找出最优控制策略。 二、实验类容： 对风速模型、风力机模型、传动模型和发电机模型建模，并研究各自控制方法及控制 策略；如对风力发电基本系统,包括风速、风轮、传动系统、各种发电机的数学模型进行全 面分析，探索风力发电系统各个部风最通用的模型、包括了可供电网分析的各系统的简单 数学模型，对各个数学模型,应用 MATLAB 软件进行了仿真。 三、实验原理： 风力发电系统的模型主要包括风速模型、传动系统模型、发电机模型和变桨距模型 ,下 文将从以上几方面进行研究. 1、风速的设计 自然风是风力发电系统能量的来源，其在流动过程中 ,速度和方向是不断变 化的，具有很强的随机性和突变性 .本文不考虑风向问题 ,仅从其变化特点出发 , 着重描述其随机性和间歇性，认为其时空模型由以下四种成分构成：基本风速 V 、阵风风速 V 、渐变风速 V 和噪声风速 b g r V=V +V + V + V b g r n 1) (1) 。 基本风V =8m/s b V 。 即模拟风速的模型为： n (1— Step Step 基本风仿真模块 (2)阵风风速 (|0 V =〈v g | cos 0 式中 : t t 1g t t t + T 1g 1g g t t + T 1g g (1-2) 10Cons tant1v = max |1- 10 Cons tant1 v = max |1- cos 2 ( - 1g ) | cos 2 |L Tg Tg 」| (1-3) t 为时间，单位 s； T 为阵风的周期,单位 s； v , V 为阵风风速,单位 m /s； t 为阵风开 cos g 1g 始时间，单位 s ； Gmax 为阵风的最大值,单位 m/s。 A AND Step Logical Operator Scope1 f(u) Product Fcn 3 Step1 Clock tantC tant 本例中，阵风开始时间为 3 秒，阵风终止时间为 9 秒,阵风周期为 6 秒，阵风 最大值为 6m/s。 (3)渐变风速 V r 渐变风用来描述风速缓慢变化的特点，其具体数学公式如下 : t t t 1r | t t t t t 1r 2r t t r | ramp 2rl 2r 式中 : vramp = Rmax (||(1- t - t2rt-t1r2r))|| (1-4) (1-5) t 为渐变风开始时间,单位 s； t 为渐变风终止时间，单位 s ; V ， v 为不同时刻 1r 2r r ramp 渐变风风速，单位 m/s； R 为渐变风的最大值，单位 m/s . max AN AND Step3 Logical Operator Scope3 f(u) Clock 1 Product1 Step4 Fcn1 (4)噪声风速 V n 选择一个随机噪声模块就可以 b g r n10Cons tant1 (5)风速 V b g r n 10 Cons tant1 Scope Scope2 AND Step Logical Operator Step1 Out1 f(u) Prod