基于风机特性模拟的风力发电系统
CFD计算模拟在风力发电机组中的应用
CFD计算模拟在风力发电机组中的应用随着经济的快速发展和环境保护意识的觉醒，风力发电作为一种可再生能源，已经逐渐成为了近年来发展最快的清洁能源之一。
然而，如何提高风电系统的效率，降低能源成本成为了风电工业发展中的一大难题。
众多的风电机组直接依赖气象特征所带来的风向、风速等条件，这些都与研究风力发电机组定制化设计有关。
因此，大规模风电发电及提高其效率就是一个需要长期探索的实际问题，这也就催生了CFD数值模拟在风力发电机组中的应用。
一、CFD数值模拟概述计算流体力学（CFD）是利用数值方法和计算机仿真技术对物理问题进行模拟和计算的一种科学方法。
而CFD数值模拟通常采用数学模型解决物理问题，并且基于数学表达式和计算机仿真技术进行计算，因而对流量、速度、压力等物理量的变化拥有更为细致的分析。
在风力发电机组中，CFD数值模拟技术被广泛应用在改进风机翼型、提高机翼空间尺寸和优化排列机组中。
CFD数值模拟技术本身具有计算精度高、可逆性强、计算成本低等优点。
同时在工业领域中，CFD数值模拟已成为基础研究的重要方法之一。
二、风力发电机组CFD数值模拟的应用1.优化风机翼型设计风机叶片设计的关键因素是气动性能分析，包括风机的空气动力特性和结构特性。
在这方面，CFD数值模拟技术可以通过建立在数学模型上的理论模型，对风机羽片进行分析。
在风能装置的设计过程中，风机羽片的主要考虑方向是在满足一定风量前提下，风机的效率要尽量提高。
基于CFD技术的建模和仿真方法，研究风机羽片的气流特性、流线形式、压力平衡等问题。
同时，也能通过优化和调整叶片的形状，改变气动参数分布，来实现对风机效率和性能的提升。
2.完善风能装置排列风能装置的排列对风能转换系数和效率有较大影响。
因此，针对风能转换设备的排列结构进行模拟和分析，应用CFD技术进行预判、设计、验证是非常有必要的。
CFD在风电机组模拟中的数学模型可以基于推动和旋转等变量，对定制化器械群的设计和排列方式进行仿真，进一步分析流场的分布情况以及机群相互干扰的影响等。
双馈风电系统的建模仿真研究与设计
双馈风电系统的建模仿真研究与设计为了对双馈风电系统进行建模仿真研究和设计，需要考虑以下几个方面的内容：1.风机模型：风力发电机的模型通常由刚性转子、永磁同步发电机和转子侧的变频器组成。
确定风机的机械特性和电气特性，以及风速与输出功率之间的关系，这些参数可以通过实验或者已有的文献进行获得。
在仿真中，可以通过模拟风速和风机负载来测试系统的响应和性能。
2.变频器模型：变频器是双馈风电系统中非常重要的部分，它用于控制发电机的转速和电压。
为了进行仿真研究，需要构建变频器的电路模型，并确定其控制策略和参数。
常用的控制策略包括电压控制和转速闭环控制。
通过仿真可以测试不同的控制策略在不同工况下的性能。
3. 功率电子器件模型：双馈风电系统中包含多个功率电子器件，如变频器中的IGBT、MOSFET等。
需要建立这些器件的模型并确定其参数，例如电容和电感的数值。
这些模型可以通过电路仿真软件进行建立，例如PSCAD、MATLAB/Simulink等。
4.输电网模型：双馈风电系统需要将发电的电能输送到电网中。
因此，需要建立电网的模型，并考虑电网的稳定性和电气参数。
可以根据实际情况设置电网中的节点并确定节点的参数。
通过仿真可以测试风电系统在不同节点工况下的运行稳定性。
在进行双馈风电系统的建模仿真研究和设计时1.在建模过程中，需要准确获取系统参数，例如风机特性曲线、变频器控制参数等。
这些参数对于研究系统的性能和运行特性非常重要。
2.在仿真过程中，可以考虑不同的工况条件，例如不同的风速和负载情况。
通过测试系统在不同工况下的性能，可以评估系统的稳定性和效率。
3.在进行仿真研究时，可以采用不同的控制策略和算法，例如PID控制、模糊控制和最优控制等。
通过比较这些控制策略在系统性能上的差异，可以选择最优的控制方案。
总之，双馈风电系统的建模仿真研究和设计需要考虑风机模型、变频器模型、功率电子器件模型和输电网模型等方面的内容，并进行准确参数的设置和不同工况下的测试。
基于AMESim的风力发电机组变桨距控制的实现
基于AMESim的风力发电机组变桨距控制的实现作者：李小林来源：《农业工程技术·新能源产业》2011年第05期摘要：AMESim(Advaneed Modeling and Simulation Environment for Systems Engineering)是世界著名的工程系统高级建模与仿真平台，在AMESim平台上，研究人员可以建立复杂的一维多学科领域的机电液一体化系统模型，并在此基础上进行仿真计算和深入的分析。
基于AMESim的软件特点，在此基础上建立风力发电机组的传动和控制模型，实现典型的风力发电机组随着风速的变化改变浆距角，从而实现变桨距控制，保持风力发电机组的输出功率恒定。
关键字：风力发电机组：变桨距；功率恒定近年来，随着能源问题的不断凸显，风能的利用开发越来越受到世界范围的重视。
风能是可再生能源能源中发展最快的清洁能源，也是最具有大规模开发和商业化发展前景的可再生能源。
风力发电是风能利用的主要方式。
越来越多的科研机构和院校开始从事风力发电机组的研究和开发。
风资源最显著的特点就是随机变化性，而风力发电最终将要并入电网，因此对电能的质量有很高的要求，所以对于风力发电机组需采取变桨距控制。
本次基于AMESim建立风力发电机组模型，通过建立闭环控制器，模拟变桨控制，实现风速波动变化，输出功率稳定的运行曲线。
1风力发电机组的结构及原理风力发电机组是一种能量转换装置，把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能。
风力发电的原理，是利用风带动风机叶片旋转，传递给主轴，再通过增速机(齿轮箱)将旋转的速度实现增速，再通过齿轮箱的高速轴连接发电机。
带动发电机转动，使发电机发电。
如图1所示：当风作用在叶轮上，把风能转换机械能，但大型MW级风力发电机组这时的低速轴转速一般为10～20r／min，而目前异步发电机的转速一般要求1500r／min(50Hz)左右，因此需要齿轮箱增速装置。
齿轮箱将风能提供的转速传递给发电机，同时也传递的转矩，从而带动发电机的发电。
基于风力发电系统的分析综述
基于风力发电系统的分析综述作者：李鹏飞来源：《消费电子·理论版》2013年第04期摘要：风力发电系统的一般组成，首先通过桨叶将风能转化为风机转动的机械能，由于风机的转速大多比较低，需要用齿轮箱将风机的转速升高到发电机的额定转速附近，再经过发电机将机械能转化为电能，电力电子变流器将发电机输出的电能转换为合适幅值或频率的电压、电流，经过并网变压器升压后接入大电网。
系统转速、功率等运行状态的控制可以通过改变风机桨叶的节距角实现，也可通过电力电子变流器来调节发电机的电磁力矩完成。
本文就风力发电的现状、技术、前景等展开一系列探讨和分析。
关键词：风力发电；电力系统；电力电子中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-01一、现状分析尽量提高燃料利用率，提高发电效率，用洁净的可再生的原料来代替矿物燃料，是各国能源建设遵循的原则。
近年来，人们已经逐渐认识到风力发电在减轻环境污染、调整电网中的能源结构、解决偏远地区居民用电问题等方面的突出作用，无论从调整电网结构，还是从商业化方面都促使人们开始重视发展风力发电。
从八十年代中期到九十年代中期，世界风力发电技术取得了突飞猛进的发展，九十年代以来，世界风力发电容量以平均每年30%的速度增长，并且风力机的设计、制造技术趋向成熟，产品进入商品化阶段，发电成本竞争力越来越强；同时，风电场建设和管理的水平以及规模也上升到崭新的阶段。
近十几年来风力发电机产品质量有了显著提高，作为一种新的、安全可靠的、干净的能源而受到国际上风资源丰富国家的关注与大规模开发。
二、问题分析（一）建址选择不佳，没有合理的选址方案我国现有风能资源有限而且分布不精细，难以达到严格的选址标准。
有甚者为了政绩，并无对本地区的风力资源做清晰的调查认证的情况下建设电厂，没有精确的风能可行性测量，就会导致建厂之后无电可以发的困境，并且浪费了大量资源。
（二）发出的电能难输送多数的风电厂选址在离城市较远的平原或者山谷地带，因为这些地区的风能资源相对丰富得多，这就不得不使得国家电网需要建设更多线路来满足正常的电能运送。
风力发电设备联合仿真系统使用手册说明书
风力发电设备联合仿真系统使用手册沈阳华人风电科技有限公司二零一六年一月未经沈阳华人风电科技有限公司事先书面许可，本手册的任何部分不得以任何形式进行增删、改编、节选、翻译、翻印或仿制。
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目录目录 (3)第1章系统概述 (4)1.1软件简介 (4)1.2主要功能 (4)1.3安装指南 (5)1.3.1软件安装 (5)1.3.2软件卸载 (9)1.3.3加密锁功能简介与驱动安装 (10)1.3.4辅助插件的安装 (10)1.3.5 安装 (14)1.3.6动态链接库文件使用 (16)第2章使用说明 (19)2.1仿真控制 (20)2.1.1 “启动”/“关闭”仿真程序 (20)2.1.2仿真进程控制 (20)2.1.3显示比例控制 (21)2.1.4“暂停”/“继续”仿真程序 (21)2.1.5电网全部“导通”/“断开” (21)2.1.6批量“启动”/“关闭”机组 (21)2.1.7仿真数据初始化 (22)2.2电场监控 (26)2.2.1风场环境仿真 (26)2.2.2风电场电气系统仿真 (29)2.2.3机组变流参数仿真 (37)2.2.4风电数据采集与分析 (38)2.3设备监控 (43)2.3.1机组发电系统仿真 (43)2.3.2机舱温度场仿真 (45)2.3.3风电机组安全监控 (47)2.3.4机组传动系统仿真 (49)2.4运维培训 (50)2.4.1风电机组定检培训 (50)2.4.2电气设备操作培训 (56)第1章系统概述1.1软件简介风力发电设备联合仿真系统是一款可实现风电场及风力发电设备全范围仿真的大型软件系统，囊括了风电机组及其风轮系统、发电系统、传动系统、控制系统、安全链等子系统的数学模型，并可实现各子系统运行的协调控制。
基于模型预测控制的风力发电系统研究
基于模型预测控制的风力发电系统研究随着能源需求的不断增长，可再生能源逐渐受到人们的关注和追求。
风力发电作为一种广泛应用的可再生能源之一，在能源产业中具有越来越重要的地位。
然而，风力发电系统的控制和优化一直是研究的重要方向之一。
基于模型预测控制的风力发电系统研究，可以有效提高风电系统的性能和效率，提高风电发电量。
一、风力发电系统概述风力发电系统包括风力涡轮机、变速器、发电机、变流器、电网等组成。
风力涡轮机可以将风能转换为机械能，通过变速器将转速转化为适合发电机工作的电机转速，发电机将机械能转化为电能，经过变流器转换后，通过输电线路输送。
二、风力发电系统的控制风力发电系统的控制分为集中控制和本地控制两种，其中集中控制位于风电场公共控制中心，对整个风电场的风机进行控制和调度，本地控制则是由每一个风力发电机单独控制系统完成控制操作。
目前，基于模型预测控制的风力发电系统控制技术正逐渐成为研究的热点。
三、基于模型预测控制的风力发电系统研究基于模型预测控制的风力发电系统研究，是指以数学建模为基础，通过预测系统未来状态和输出，设计出最优的控制器来达到控制系统的最佳效果。
通过不断收集分析电力和气象数据，生成模型，并进行数学模型的优化设计，可以精确控制风力发电系统运行状态，提高其性能和效率。
四、基于模型预测控制的风力发电系统优点1. 精确预测风力发电机状态和输出基于模型预测控制的风力发电系统能够通过数学模型的建立和预测未来状态和输出，对系统运行状态进行准确掌握，提高了风电发电的精度和可靠性。
2. 反应速度快，控制效果好基于模型预测控制的风力发电系统，能够快速响应变化的条件，及时进行调整和优化，提高系统响应速度和稳定性，从而在保证安全性的基础上，提高风电发电量和效率。
3. 同时优化多参数，提高发电效率基于模型预测控制的风力发电系统，能够同时优化多个控制参数，如转速、扭矩、倾角等，从而提高风电发电效率和稳定性，确保最大限度利用风力资源，提供更为高效的发电服务。
基于matlab风力发电系统的建模与仿真设计
基于matlab风力发电系统的建模与仿真设计一、介绍在当今世界上，可再生能源已经成为人们关注的焦点之一。
其中，风力发电作为一种清洁能源方式，被广泛应用并受到了越来越多的关注。
针对风力发电系统的建模与仿真设计，基于Matlab评台的应用是一种常见的方法。
本文将深入探讨基于Matlab的风力发电系统建模与仿真设计，旨在帮助读者全面理解这一主题。
二、风力发电系统的基本原理风力发电系统是将风能转化为电能的设备。
其基本原理是通过风力驱动风轮转动，通过风轮与发电机之间的转动装置，将机械能转化为电能。
风力发电系统包括风力发电机组、变流器、电网连接等部分。
在设计和优化风力发电系统时，建模与仿真是非常重要的工具。
三、Matlab在风力发电系统建模中的应用Matlab是一种功能强大的数学建模软件，广泛应用于工程、科学和数学领域。
在风力发电系统的建模与仿真设计中，Matlab可以用于模拟风速、风向、风机性能、电网连接等多个方面。
通过Matlab工具箱，可以实现对风力发电系统各个环节的建模和仿真分析。
四、基于Matlab的风力发电系统建模与仿真设计在实际建模中，需要进行风速、风向、风机特性、变流器控制策略等多方面的建模工作。
通过Matlab，可以建立风力机的数学模型，进行风能的模拟，并结合电网连接及功率控制策略进行仿真设计。
通过建模和仿真，可以分析系统在不同工况下的性能表现，指导系统设计和运行。
五、对风力发电系统建模与仿真设计的个人观点和理解在我看来，基于Matlab的风力发电系统建模与仿真设计是一种高效且可靠的方法。
通过Matlab评台，可以更好地对风力发电系统进行综合性的分析和设计。
Matlab提供了丰富的工具箱，能够支持复杂系统的建模和仿真工作。
我认为Matlab在风力发电系统建模与仿真设计上具有很高的应用价值。
六、总结通过本文的阐述，我们全面深入地探讨了基于Matlab的风力发电系统建模与仿真设计。
从风力发电系统的基本原理开始，介绍了Matlab 在该领域的应用，并着重强调了建模与仿真的重要性。
风力发电系统的建模与分析
风力发电系统的建模与分析一、引言风力发电作为一种可再生能源，近年来得到了广泛关注。
随着环境保护意识的增强和对传统能源的需求逐渐减少，风力发电系统的建模与分析成为一个重要的研究领域。
本文旨在探讨风力发电系统的建模方法及其应用，为相关研究和工程实践提供参考。
二、风力发电系统的基本原理风力发电系统是将风能转化为电能的装置。
其基本原理是通过风机叶片受风力推动，驱动发电机发电。
风力发电系统包括风机、变速器、发电机、变流器、电网等组成，其中风机是核心设备。
三、风机建模与性能分析1. 风机建模风机建模是风力发电系统研究的重点之一。
在建模过程中，需要考虑风机的动力学特性、叶片气动特性以及机械传动特性等因素。
常用的建模方法包括力矩控制模型、速度控制模型和功率控制模型等。
2. 风机性能分析风机性能分析是评价风力发电系统性能的重要手段。
通过对风机的输出功率、转速和扭矩等指标进行分析，可以评估系统的运行状态和效率。
在性能分析中，常用的方法包括功率曲线分析、风机特性曲线分析和参数优化等。
四、风力发电场的建模与优化1. 风力发电场建模风力发电场是指由多台风机组成的发电系统。
为了实现更高的发电效率和经济性，需要对风力发电场进行整体建模。
建模过程中，需要考虑风机之间的相互关系、布置方式以及与电网的连接等因素。
常用的建模方法包括智能优化算法、复杂网络模型和系统动力学建模等。
2. 风力发电场优化风力发电场优化旨在提高风力发电系统的整体性能和经济效益。
优化过程中，需要考虑风机的选型、布置间距、发电机的容量等因素。
常用的优化方法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。
五、风力发电系统的可靠性分析风力发电系统的可靠性分析是评估系统运行稳定性和故障概率的重要手段。
通过对风力发电系统进行可靠性分析，可以为系统的设计和运营提供依据。
常用的可靠性分析方法包括故障树分析、可靠性块图分析和Monte Carlo模拟等。
六、风力发电系统的经济性分析风力发电系统的经济性分析是评估系统投资回报和运营成本的关键环节。
风力发电系统的建模与优化研究
风力发电系统的建模与优化研究一、引言风力发电作为一种具有环保、可再生、丰富资源的新型能源，逐渐成为各国发展清洁能源的重要选择。
风力发电系统的建模与优化研究，旨在提高风力发电的利用效率、稳定性和经济性，为清洁能源的可持续发展做出贡献。
二、风力发电系统的建模1. 风动力学模型风力发电系统首先需要建立风动力学模型，以在不同风速下预测风力机转动的动力特性。
通过采集气象数据、风速、风向等参数，结合涡轮机、电动机、传动装置等组成的模型，可以推断出风力发电机组的工作性能。
2. 电力系统模型风力发电系统的电力系统模型是建立在风动力学模型基础之上的。
该模型包括风力机的输出电压、电流、功率的模拟计算，以及并网逆变器、变压器等电力设备的模拟模型，用以预测电力系统的运行状态。
3. 控制系统模型风力发电系统需要建立控制系统模型，实现对风力机转速、角度等参数的调节和控制。
通过建立控制回路、采集传感信号、设计控制算法等，可以实现风力发电系统的智能化控制，提高其工作稳定性和可靠性。
三、风力发电系统的优化研究1. 最大功率点追踪风力发电机组的最佳工作状态是在最大功率点上运行。
优化研究可以通过改进控制算法，使得风力机在不同风速下自动调整工作模式，实现最大功率点追踪，提高发电效率。
2. 风机叶片设计风力机叶片的设计对提高发电效率具有重要作用。
优化研究可以通过改变叶片形状、尺寸、材料等因素，减小风阻、提高叶片捕获风能的能力，从而提高风力机的发电性能。
3. 风力机组布局优化大规模风场中，风力机组的布局对风能利用率有着直接影响。
优化研究可以通过数学建模和优化算法，确定最佳的风力机组布局方案，以最大化风能的捕获和利用。
4. 储能与输电系统优化风力发电系统需要考虑电力储能和输电系统的优化。
储能系统的设计和优化可以通过选择合适的储能设备和优化储能策略，提高风力发电系统的稳定性和灵活性。
输电系统的优化可以通过合理规划输电线路、选择输电设备等方式，减少输电损耗，提高电力传输效率。
基于直流电机模拟风力机的静态和动态特性
力机 的转速一 功率 曲线 ， 仅为单 一 风速下 的模 但
拟 ； 献 ［ ］ 出 了直 流 电机 模 拟 风 力 机运 行 在 文 ８给
一
系 列最 大功 率 点 时 的情 况 ， 没 有 模 拟 非 最 优 而
运 行 区域 的运 行 特 性 ； 献 ［ ］ 点 介 绍 了 风 速 文 ５重
变 化 时直 流 电机 的转 速 响 应 情 况 ， 缺 乏 对 与发 但
供受控的等价风能 ， 因而在风力机驱动控制等方 面的研究 中被广为利用 ， 大大提高 了研发的效率 和有 效性 。 风力 机模 拟 系统应 具有 与 实 际风力 机 相 同的
Ａ ｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｉ ｈ ｓｐａ ｅ ，ｔ ｅ ｗｉ ｄ ｔ ｒ ｎ ｈａａ ｔ ｒｓｉｓａ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ｎ ｔｉ ｐ ｒ ｈ ｎ ｕ ｂｉｅ ｃ ｒ ｃ ｅ ｔｃ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ，ａ ｄ ａ ｗｉｄ ｔ ｂｉ ｏ ｅ ｓｐ ｏ ｏｓ ｄ，ａ ｉ ｎ ｎ ｕｒ ｎｅｍ ｄ ｌｉ ｒ ｐ ｅ ｓｍｐ ｅ ａ ｄ ｆｅ ｔｖ ｍ ｕ ａｉｎ ｓ ｈｅ ｓ ｂ ｈ ｐ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｑ ｏ ｔｏ ． Ａ ｎｄ ｔｒ ｎｅ ｅ ｉ ｌ ｎ ｅｆ ｃｉｅ ｅ ｌｔｏ ｅ ｍｅ ｉ ｕｉ ｕ ａ ｅ ｎ ｔｒ ｕｅ ｃ ｎ ｒ １ ｗｉ ｕ ｂｉ ｍｕｌｔｏ ｌ ｔ ｒ ｂ ｅ ａ ｉｎ ｐ ａｆ ｍ ａｓ ｄ ｏ ｏ ｎ ＤＳＰ ａ ｄ ＤＣ ｍｏｏ ｓｓ ｔｕｐ，ｔ ｅ ｓ ｐ ｒ ｉｏ ｙ ｔ ｍ ｓｄ ｓｇ ｅ ｎｄ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｕ ｉ ｎ ｔｒｉ ｅ ｈ ｕ ｅ ｖ ｓ ｒｓ ｓｅ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｍ ｌｍ ｎ ｅ ｓｎｇＬＡＢＷ Ｉ ＮＤＯＷ Ｓ．Ｔｈｅ ｅ Ｈ ｍ —
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基于数值模拟的风力发电机组性能分析
基于数值模拟的风力发电机组性能分析近年来，风力发电成为可再生能源领域的热门话题，其独特的优势使其在实际应用中受到了广泛关注。
然而，如何提高风力发电机组的性能仍然是一个重要的研究课题。
本文将基于数值模拟的方法，对风力发电机组的性能进行分析，以期为其优化提供一定的参考。
一、风力发电机组的构成与工作原理风力发电机组由风轮、发电机、传动系统和控制系统等组成。
当风经过风轮时，风轮受到风压力的作用产生转动，通过传动系统将转动的动能转化为电能，最终交由发电机产生电力。
控制系统则对整个发电机组的运行进行管理和调控。
二、数值模拟在风力发电机组性能分析中的应用数值模拟是一种通过数学方法模拟实际物理现象的技术手段。
在风力发电机组性能分析中，数值模拟被广泛应用于风场模拟、气动特性分析和功率输出预测等方面。
1. 风场模拟风力发电机组的性能受到风场气流的影响。
通过数值模拟，可以模拟不同地理环境下的风场分布情况，进而分析其对风力发电机组性能的影响。
例如，可以根据地形、气象条件等参数，模拟风场的垂直分布、水平分布和时变特性，以评估风力发电机组在不同区域的适应性。
2. 气动特性分析风力发电机组的气动特性是其性能的关键因素之一。
数值模拟可以通过数学模型对风轮的叶片进行分析，模拟叶片在不同速度、角度和转速下受到的风压力和风力矩，进而评估其叶片的气动性能。
此外，数值模拟还可以对风轮的激振和噪声进行模拟和分析，以改善风力发电机组的整体性能。
3. 功率输出预测风力发电机组的功率输出直接关系到其经济效益。
通过数值模拟，可以预测不同风速、风向和转速下风力发电机组的功率输出。
基于这些模拟结果，可以制定合理的电网调度策略，提高风力发电机组的发电效率和电站的稳定性。
三、数值模拟方法介绍常用的数值模拟方法包括计算流体力学（CFD）和多体动力学（MD）等。
在风力发电机组性能分析中，常用的数值模拟方法有雷诺平均Navier-Stokes方程模型（RANS）、大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）等。
基于MATLAB_Simulink风电机组并网运行特性分析毕业设计论文
山东科技大学本科毕业设计论文题目基于MATLAB/Simulink风电机组并网运行特性分析学院名称信息与电气工程学院专业班级电气工程及其自动化09-2班学生姓名罗阳百学号200901100818指导教师曹娜2013年6月13日摘要近年来，风能作为一种可再生绿色能源，受到了广泛关注。
随着我国风电产业的持续发展，风电场规模不断扩大，风电场并网运行对电网造成的影响也越来越大。
因此深入分析风电场并网对电力系统的影响，成为进一步开发风能所迫切需要解决的问题。
本文首先分析了国内外风力发电的发展和现状，阐述了风力发电的基本原理。
通过对我国目前应用比较广泛的双馈异步风力发电机和直驱永磁同步电机进行比较，可以看出双馈异步风力发电系统具有明显的优越性。
然后，本文建立了双馈型异步风力发电系统的数学模型。
通过模型的建立，在MATLAB/Simulink仿真环境下实现了风力发电系统的动态仿真，分析了风电场并网的运行特性，探讨了并网风电场与电网之间的相互影响，特别是对输出功率和电压质量的影响。
关键词：双馈异步风力发电机、MATLAB/Simulink仿真、风速、动态仿真ABSTRACTWind power as a kind of renewable green power resources has been received extensive attention in recent years. With the development of wind industry in China and the expansion of the scale of wind farms, the influence brought by large wind farms connected to power systems has become greater and greater. Therefore，the research on the impact of wind farms connected to power systems is an important issue that should be solved urgently.Firstly, the development and recent status of wind power in the world and in China, the characteristics and some technical problems of wind power are analyzed in this paper. The principle of wind power is studied. The operating characteristics of doubly-fed induction motors and direct-drive permanent magnet synchronous motor used in our country are compared in. Through the comparison, we can see that the wind power system with DFIG shows the obvious superiority. Secondly, a series of dynamic mathematics models of wind turbine generator based on the doubly-fed induction wind power system are set. Through Which, the Simulation is developed using MATLAB/Simulink tools by the dynamic mathematics models. The function characteristics of large grid-connected wind farm are analyzed and the interactions of wind power and the grid，especially to the power output and voltage quality，are researched. Key words: Doubly-fed induction wind turbine, MATLAB/Simulink Simulation, Wind speed, Dynamic simulation目录1 绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 国内外风力发电的发展和现状 (2)1.3 风电并网对电力系统的影响情况 (4)1.4 论文的主要工作 (7)2 双馈风力发电机组的运行理论 (9)2.1 引言 (9)2.2 风力发电系统类型 (9)2.3 双馈风力发电机组变速恒频运行的基本原理 (11)2.4 双馈风力发电机系统的基本结构 (13)2.5 双馈风力发电机的等效电路 (14)2.6 双馈风力发电机的功率关系 (15)3 双馈风力发电系统的数学模型 (18)3.1 引言 (18)3.2 风速模型 (18)3.3 风力机模型 (21)3.4 传动装置模型 (23)3.5 桨距角控制模型 (25)3.6 双馈异步发电机及其控制系统模型 (26)3.7 变流器模型 (33)3.8 本章小结 (34)4 风电场并网对系统影响仿真分析 (35)4.1 引言 (35)4.2 MATLAB仿真软件的概述 (35)4.3 仿真模型及系统描述 (38)4.4 仿真结果及分析 (39)4.5 本章小结 (50)5 总结 (52)参考文献 (53)致谢 (55)附录（外文文献及翻译） (56)1 绪论1.1 选题背景及意义随着工业的快速发展，世界能源日益枯竭，环境不断恶化。
风力发电系统建模与仿真
风力发电系统建模与仿真摘要：风力发电作为一种清洁的可再主能源利用方式，近年来在世界范围内获得了飞速的发展。
本文基于风力机发电建立模型，主要完成了以下工作：（1）基于风资源特点，建立了以风频、风速模型为基础的风力发电理论基础；（2）运用叶素理论，建立了变桨距风力机机理模型；（3）分析了变速恒频风力发电机的运行区域与变桨距控制的原理与方法，并给出了机组的仿真模型，为风力发电软件仿真奠定了基础；（4）搭建了一套基于PSCAD/EMTDC仿真软件的风力发电系统控制模型以及完整的风力发电样例系统模型，并且已初步实现风力机特性模拟功能。
关键词：风力发电；风频；风速；风力机；变桨距；建模与仿真1风资源及风力发电的基本原理1.1风资源概述（1）风能的基本情况山风的形成乃是空气流动的结果。
风向和风速是两个描述风的重要参数。
风向是指风吹来的方向，如果风是从东方吹来就称为东风。
风速是表示风移动的速度即单位时间内空气流动所经过的距离。
风速是指某一高度连续lOmin所测得各瞬时风速的平均值。
一般以草地上空10m 高处的lOmin内风速的平均值为参考。
风玫瑰图是一个给定地点一段时间内的风向分布图。
通过它可以得知当地的主导风向。
风能的特点主要有：能量密度低、不稳定性、分布不均匀、可再生、须在有风地带、无污染、分布广泛、可分散利用、另外不须能源运输、可和其它能源相互转换等。
（2）风能资源的估算风能的大小实际就是气流流过的动能，因此可以推导出气流在单位时间内垂直流过单位截面积的风能，即风能密度，表示如下：co = 0.5/cn'3（1~1）式中，3——风能密度（W/m2）,是描述一个地方风能潜力的最方便最有价值的量；p——空气密度（匕/用）；V ----- 风速(加/s) O由于风速是一个随机性很大的量，必须通过一段时间的观测来了解它的平均状况，一个地方风能潜力的多少要视该地常年平均风能密度的大小。
因此需要求出在一段时间内的平均风能密度，这个值可以将风能密度公式对时间积分后平均来求得。
基于MWorks的定速风力发电系统建模与仿真研究
基金项目:国家自然科学基金青年基金资助项目 (61603139) ;
2017 年度上海市大学生创新创业训练计划资助项
目 (817083 )
统图方法，面对对象的方法等问。本文采用 MWorks软件，
结合面向物理对象的建模方法，建立定速风力发电系统
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I 17 网址 WWW.] 电邮 hrbengineer@163 ， com 2018 年第 7 期
机械工程师
MECHБайду номын сангаасNICAL ENGINEER
Abstract: The modeling and simulation of wind power generation systems is the key to understand the principles off
wind power generation sys剖tem吕 and optimi垃zing the design, manufacture and operation of wind turbines. In this paper,
Keywords: wind power system; MWorks; constant speed; modeling and simulation
。引言 风能存在于地球上的每个角落，是取之不尽、用之不
竭、洁净无污染的可再生能源。近年来，我国的风能利用 得到快速发展，根据全球风能理事会发布的数据， 2016年 中国风电新增装机量为 23370 MW ，继续大幅领先风电 新增装机和累计装机量，名列全球第一 [1] 。
基于matlab风力发电系统的建模与仿真
（ 2009 届）毕业设计（论文）题目：风力发电系统的建模与仿真学院：嘉兴学院专业：电气工程及其自动化班级：电气091学号：***********姓名：******指导教师：*******教务处制年月日诚信声明我声明，所呈交的论文是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得＿＿＿＿＿＿或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
我承诺，论文中的所有内容均真实、可信。
论文作者签名：签名日期：年月日授权声明学校有权保留送论文交的原件，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部或部分内容，可以影印、缩印或其他复制手段保存论文，学校必须严格按照授权对论文进行处理，不得超越授权对论文进行任意处置。
论文作者签名：签名日期：年月日风力发电系统的建模与仿真摘要本篇论文主要介绍了风力发电机组的基本控制要求和控制策略，在定桨距风力发电机组控制系统仿真方面作了初步的探究和研究。
通过控制系统保持了风力发电机组的安全可靠运行，并实现了稳定机组输出功率和优化功率曲线的控制功能。
利用控制系统使风力发电系统在规定的时间内不出故障或少出故障，并在出故障之后能够以最快的速度修复系统使之恢复正常工作。
本篇论文主要是通过MATLAB仿真软件，建立风力发电系统控制模型以及完整的风力发电样例系统模型，对自建的风力发电系统控制模型进行仿真分析，验证风力发电系统控制模型的可用性，并且通过单曲线绘图对模拟结果进行分析，并利用多曲线绘图模块产生可直接用于研究报告的模拟结果图形。
关键词：风力发电系统；建模；仿真Modeling and simulation of the wind power systemABSTRACTThis paper mainly introduced the basic control requirements and control strategy of wind generating set, the fixed pitch wind turbine control system simulation has made a preliminary exploration and research. Through the control system to keep the safe and reliable operation of wind turbine, and realizes stable output power generating unit and the optimization of the control function of the power curve. Use control system to make wind power system within the prescribed period of time is not out of order or less out of order, and when failed it will repair with the quickest speed system to resume normal work.This paper mainly using the MATLAB simulation software, wind power system control model is established and the complete sample wind power generation system model, to build the control model for the simulation analysis, to verify the usability of the wind power system control model, and carries on the analysis to the simulation result through single curve drawing, and use the curve plotting module generates a graphics can be directly used in the simulation results of the study.Keywords: wind power generation system; Modeling; Simulation（ 2009 届）...........................................................我声明，所呈交的论文是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
基于MATLAB的风力发电系统仿真研究
基于MATLAB的风力发电系统仿真研究本文旨在介绍风力发电系统仿真研究的背景和重要性，并解释研究的目的和方法。
风力发电是一种可再生能源，具有广泛的应用前景。
通过风能转换为电能，风力发电系统为我们提供了一种环保和可持续的能源选择。
然而，在设计和运行风力发电系统时，我们需要充分了解和优化其运行模式和性能，以提高发电效率和可靠性。
仿真研究是一种有效的手段，可以模拟和分析风力发电系统的性能。
基于MATLAB的仿真研究方法可以提供准确且可靠的结果，帮助工程师和研究人员更好地理解和优化风力发电系统。
本研究的目的是通过基于MATLAB的仿真研究，深入探究风力发电系统的运行原理和特性，并分析不同因素对系统性能的影响。
通过模拟不同的工况和参数，我们可以评估系统的发电能力、效率和稳定性，并提出相应的优化策略。
研究方法将基于MATLAB软件平台，利用数学建模和计算机仿真技术，构建风力发电系统的仿真模型。
通过调整参数和输入条件，我们可以模拟不同的工作环境并进行系统性能分析。
通过本文的研究，我们将深入了解风力发电系统的运行原理，并为实际的工程设计和优化提供可靠的依据和指导。
引用1的参考文献]引用2的参考文献]引用3的参考文献]风力发电的基本原理风力发电是一种利用风能将其转化为电能的过程。
风是地球上大气层中的空气运动，而风能则是由这种空气运动所携带的动能。
风力发电利用了风的动能，通过转子将风能转化为机械能，然后再通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电的原理方程风力发电的原理方程可以描述风能转化为机械能和电能的过程。
下面是风力发电的原理方程示意：风能 = 0.5 * 空气密度 * 受风面积 * 风速^3其中。
风能表示单位时间内风所携带的能量空气密度表示空气在单位体积内所含的质量受风面积表示受到风的装置的有效面积风速表示风的运动速度风能通过转子转化为机械能，进而转化为电能。
风力发电的转化效率可以通过以下方程表示：转化效率 = 发电机的输出电能 / 风能本文将介绍基于MATLAB的风力发电系统仿真模型的建立和模拟过程。
仿真模拟技术在风力发电中的应用教程和风场区域选定
仿真模拟技术在风力发电中的应用教程和风场区域选定引言：随着对可再生能源需求的增长，风力发电作为一种清洁且可持续的能源形式，得到了广泛的关注和发展。
其中，仿真模拟技术在风力发电中的应用逐渐成为一项重要的工具。
本文将探讨仿真模拟技术在风力发电中的应用，为读者提供一份简明扼要的应用教程。
第一部分：风力发电技术概述首先，我们将介绍风力发电技术的基本概念。
风能是一种源源不断的可再生能源，通过将风能转化为电能，可以减少对传统能源的依赖，提高能源的可持续发展性。
风力发电机是一种利用风能来产生电能的设备，它主要由风力发电机组、风机塔和轮毂组成。
第二部分：仿真模拟技术在风力发电中的应用1. 风场测量与数据拟合仿真模拟技术可以帮助我们准确测量和拟合风场数据，从而预测风力发电的效果。
通过采集风速、风向、湍流等数据，利用仿真模拟软件进行数据分析和模型建立，我们可以更好地了解风能资源的分布特征，并选择合适的位置和风机类型进行布置。
此外，仿真模拟技术还可以模拟不同机组数量和不同布局方案的风力发电系统运行情况，为风场规划与设计提供科学依据。
2. 风机叶片设计与优化仿真模拟技术在风机叶片设计与优化中起到了关键作用。
通过仿真模拟软件，我们可以对不同材料、结构和尺寸的叶片进行模拟和分析，以优化其性能和效率。
同时，仿真模拟技术还可以模拟不同风速条件下，风机叶片的响应和负荷情况，从而对叶片的结构进行调整和改进，提高风机的可靠性和稳定性。
3. 风机系统运行模拟与优化借助仿真模拟技术，我们可以对风机系统进行运行模拟与优化。
通过建立风机系统的数学模型，我们可以模拟其在不同运行状态下的性能和效果。
通过对模拟结果的分析和优化，我们可以调整风机的参数和控制策略，以提高风机的输出效率和发电稳定性。
第三部分：风场区域选定的基本原则1. 风能资源评估风场区域的选定首先要进行风能资源评估。
通过实地观测和仿真模拟技术，我们可以评估风场所处地区的风能资源状况，包括平均风速、风向分布、湍流强度等指标。
风力发电系统设计与模拟研究
风力发电系统设计与模拟研究近年来，随着环境保护意识的增强和可再生能源的重要性日益凸显，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式正逐渐得到人们的关注和应用。
风力发电系统的设计与模拟研究成为了能源领域中的热点课题之一，其不仅对提高风力发电系统的效率和稳定性具有重要意义，同时也能够为相关产业的发展提供有力支持。
本文将针对风力发电系统的设计与模拟研究进行探讨，以期为相关领域的专家和研究人员提供参考。
一、风力发电系统设计风力发电系统的设计是指根据特定的环境条件和要求，结合风力资源的特点，设计出最合适的风力发电系统配置方案。
设计的关键在于有效利用风能，并在保证安全可靠性的基础上，提高发电效率。
下面将从风机选择、塔架设计和电网接入三个方面进行详细探讨。
1. 风机选择风能转化成电能的关键是选择合适的风机。
在选择风机时，需要考虑风速、风向、海拔高度等多个因素。
首先要确定所处地区的平均风速和风向，以及风速的变化范围，以此来选择合适的风机额定功率。
此外，由于风能与风速的立方成正比，因此风机的直径也是一个重要参数，需要根据风能资源的特点进行合理的选择。
2. 塔架设计塔架是风力发电系统中支撑风机的重要组成部分。
塔架的设计主要包括塔架高度和塔架材料的选择。
塔架的高度直接影响到风能的捕捉程度和发电效率。
一般来说，塔架高度越高，风速越大，从而更有利于风机的运行。
因此，高度的选择应基于实际的风场环境、设备尺寸和经济可行性等方面进行综合考虑。
此外，塔架的材料应具备足够的强度和稳定性，以抵御恶劣的气候条件和强风对风机的冲击。
3. 电网接入风力发电系统的电网接入是指将风机产生的电能与现有电网进行连接，以便将电能输送到用户。
在电网接入设计中，需要考虑到电压、频率、功率因素等各项参数，并根据国家电网的规定和标准进行合理的设定。
此外，针对风力发电系统的不稳定性和波动性，还需要配备相应的电网稳定设备，以保证电能的稳定输出。
二、风力发电系统模拟研究风力发电系统的模拟研究是通过计算机仿真技术，对风力发电系统进行各种操作、性能和可靠性方面的研究。
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要 ： 析了风力机和直流 电动机 的运行原理 ， 分 给出 了直流 电动机模拟风力 机的理论依据 。提 出 了实
现简单 、 特性 优 良的转速 、 转矩控 制模 拟方案 ， 通过控制直 流 电动机 电枢 电流来 实现风 力机转矩 特性的模 拟。 搭建 了基 于风力机特性模拟 的直驱式变速恒频风力发 电系统 试验平 台 ， 实现了模拟 风力机在 不同风速 、 转速 下系统的稳定运行状态 ， 验证 了模拟方案 的可行性 和正确性 ， 满足 了该 风力发 电系统并 网逆变和最 大风能追
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关 键 词 ： 力 发 电 ： 流 电动 机 ； 性 模 拟 ；最 大 风 能 追踪 ； 网逆 变 风 直 特 并
中图 分 类 号 ： Ｍ ３ ５ 文 献 标 志 码 ： 文 章编 号 ：６３６ ４ （０ １ ０ －０ １０ Ｔ １ Ａ ｌ７ － ０ ２ １ ）３０ ５ －６ ５
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