原创力文档- 1、本文档共14页，可阅读全部内容。
- 2、原创力文档（book118）网站文档一经付费（服务费），不意味着购买了该文档的版权，仅供个人/单位学习、研究之用，不得用于商业用途，未经授权，严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等，侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传，本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺！文档内容仅供研究参考，付费前请自行鉴别。如您付费，意味着您自己接受本站规则且自行承担风险，本站不退款、不进行额外附加服务；查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档，您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等，请点击“版权申诉”（推荐），也可以打举报电话：400-050-0827(电话支持时间：9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档，如果想要下载，成为VIP会员后，下载免费。
- 6、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
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。
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、阵风风速 、渐变风速 和噪声风速 。 即模拟风速的模型为：
V=+++ （1-1)
. 基本风=8m/s
基本风仿真模块
阵风风速
(1-2)
式中：
(1-3)
t 为时间，单位 s；T为阵风的周期，单位 s；，为阵风风速，单位m /s；为阵风开始时间，单位 s ；为阵风的最大值，单位 m/s。
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。
渐变风速
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：
(1-4)
式中：
(1-5)
为渐变风开始时间，单位 s；为渐变风终止时间，单位 s ；，为不同时刻渐变风风速，单位 m/s；为渐变风的最大值，单位 m/s 。
（4）噪声风速
选择一个随机噪声模块就可以
风速V =+++
风力机模型的建立
风力机从自然风中所索取的能量是有限的，其功率损失部分可以解释为留在尾流中的旋转动能。能量的转化将导致功率的下降，它随所采用的风力机和发电机的型式而异，因此，风力机的实际风能利用系数 0.593。风力机实际得到的有用功率为：
(2-1)
而风轮获得的气动扭矩为：
(2-2)
其中：
表示有用功率，单位为 w；表示空气密度，单位为 Kg/m；R表示风轮转动半径，单位为 m；表示风速，单位为 m/s；表示风能利用系数；表示气动转矩系数；
并且有：
(2-3)
(2-4)
称为叶尖速比；为风轮角速度，单位为 rad/s。
（1）的搭建
（2）风力机的搭建（包含风力机实际得到的有用功率，风轮获得的气动扭矩）
传动系统模型的建立:
本实验在分析传动系统机理的基础上，建立系统的刚性轴模型。刚性轴模型认为传动系统是刚性的，即低速轴，增速齿轮箱传动轴，高速轴都是刚性的。忽略风轮和发电机部分的传动阻尼，最后可得传动系统的简化运动方程为：
(3-1)
其中：
为风轮转动惯量，单位；n 为传动比；为发电机转动惯量，单位；
为发电机的反转矩，单位。
并且：
（3-2）
为发电机转速，单位 rad/s。
传动系统仿真模块
4、发电机模型的建立：
本实验只建立发电机的模型，而忽略变频装置。发电机的反扭矩方程为：
文档评论（0）