基于Matlab的双馈异步风力发电机风电场仿真
基于Matlab的双馈风力发电机的模型研究与仿真
胡绍猫, 陈秉均 ( 华南理工大学, 广东 广州 510640)
Sim ulation Research on the M odel of Doubly fed Wind T urbine Based on M atlab
HU Shao mao, CHEN Bing jun ( South China U niver sity of T echno lo gy , Guangzhou 510640, China)
[ 1] 刘天羽 , 于书芳 , 等 . 无刷 电机在 风力发 电机变 速恒 频 控制中的研究 [ J] . 内 蒙古 电力 技术 , 2002, 20( 4) : 13. [ 2] [ 3] 贺益康 , 郑 康 , 等 . 交流 励磁变 速恒频 风电系 统运 行 研究[ J] . 电力系统自动化 , 2004, 28( 13) : 55- 59, 68. 聂春燕 . 基于 M at lab/ Simulink 异步电动机动态仿真模 型的研究 [ J] . 电工技术杂志 , 2000, ( 8) : 22- 24. 作者简介 : 胡绍猫 ( 1978- ) , 男 , 江西新余人 , 华南理工大 学
发电效率下降. 为在各种风速下实现最大风能捕获, 需根据风速调节风力机的转速, 即作变速恒频发电 运行. 实现变速恒频发电的方式很多 , 其中交流励磁 方案很具优势. 这种变速恒频方式采用双馈型发电 机 , 其定子并网, 转子由变频器提供三相滑差频率电 流进行励磁 . 在追踪最大风能捕获的变速运行中 , 随 时调节励磁电流的 频率、 相序 , 使发电 机能在同步 上、 下广泛范围内作变速恒频运行. 进行各种运行状 态下风力发电机组的动态仿真, 对其运行和设计具 有重要意义 .
电力电子matlab风力发电仿真Wind Farm实验报告
电力电子技术仿真实验报告学校：四川大学学院：电气信息学院专业：电气工程及其自动化年级：2011级班级：电力109班实验内容：9MW DFIG风电场MATLAB仿真实验小组成员：杜泽旭：1143031345罗恒：1143031346何强：1143031347蒋红亮：1143031153陈中俊：1143031272一、仿真平台本次实验的仿真平台是MATLAB软件。
MATLAB软件是由美国mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
本次实验所用的MATLAB软件版本为MATLAB7.11.0(R2010b)。
二、仿真模型在本次试验中我们所用是MATLAB中的自带的示例中的Sim Power system 中的由风力涡轮机驱动使用双馈异步式风力发电机发电的9MW风力发电系统，这是一个已经搭建好的模块我们只需用在以上基础做一定的参数设定就可以得到我们所想要的仿真模型。
操作步骤如下所示：仿真模型原理图三、实验要求1）系统自带的仿真模块中，说明系统运行工况和风机运行情况（电压、电流、转速等）；2）修改仿真模型，将系统电压改为风机输出670V，升压至35kV，经30km线路输送后并入110kV电网。
要求110kV电网的短路容量为3000MV A。
然后说明系统运行工况和风机运行情况（电压、电流、转速等），并与1）对比；3）修改风速至12m/s，运行仿真并观察结果。
四、实验内容1、系统总体结构图2、系统模型图系统模型图3、模拟电网参数120kV模拟电网参数如下图所示，可知该模块模拟电网在0.03s时发生电压降落，在0.13s时电网恢复电压。
基于MATLAB的双馈风电机组控制器的建模和仿真
ｗ ｉ ｎ ｄ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ． Ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｔ ｏ ｒ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ
Ｍｏ ｄｅ ｌ ｉ ｎｇ ａ ｎｄ Ｓｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｄｏ ｕｂ ｌ ｅ － Ｆｅ ｄ Ｗ ｉ ｎｄ Ｔｕｒ ｂｉ ｎｅ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ａ ｎ ， Ｌ Ｕ Ｏ Ｘ ｉ ａ ｏ － ｆ ｅ ｎ ， Ｊ Ｉ Ａ ＮＧ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ， Ｊ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｙ ｕ ａ ｎ — ｙ ｕ ａ ｎ 。
ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐｏ ｗｅ ｒ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ， ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｄ ｒ ｏ ｐ ｓ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｃ ｕ ｒｅ ｎ ｔ ｗｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ， ｉ ｔ ｓ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｇ ｅ ｔ ｂ ｉ ｇ ｇ ｅ ｒ ， ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｉ ｄ ｅ ｉ ｎ — ｖ ｅ ￣ｅ ｒ ｃ ｕ ｒｅ ｎ ｔ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｄ ｌ ｉ ｔ ｔ ｌ ｅ ．
摘 要： 以双馈 风 力发 电机 组 的控制 器 为研 究对 象 ， 分析 了发 电机 速 度控 制 环 节和 无功 控 制环 节 的 原理 ， 在 ｍａ ｔ —
ｌ ａ ｂ ／ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ中建 立 了相 应 的仿真模 型 ， 并 对无功控 制 环 节进 行 了详 细的仿 真 ， 分析 了无 功功 率 变化 时 对 网侧 逆
MATLAB在风力发电技术中的应用仿真(共33张)
图9-2 基于普通(pǔtōng)感应发电机的定速风电机组
第4页，共33页。
0.5 0.4 0.3
C p 0.2
0.1
0o
10o
2.5o
5o
0.0
-0.1 0
25o
2
4
6
15o
8 10 12 14 16
图9-3 关系(guān xì)曲线
第5页，共33页。
wi n d tu rb i n e 1
Vdc
Vdc (V)
wr
Speed (pu)
pitch pitch angle (deg)
图9-12
wi n d tu rb i n e 2
Trip
Wi n d T urbi ne Pro te cti o n
Trip Time
0
[T ri p_WT ]
0
Phasors pow ergui
第25页，共33页。
信号 1~3 4~6 7~8 9~11
表9-2 双馈变速风电机组输出(shūchū)信号
信号名称 Iabc(cmplx) (pu) Vabc(cmplx)(pu) Vdq_stator(pu) Iabc_stator (cmplx)(pu)
信号定义
以发电机额定电压为基准 值的流入风电机组端口电流 相量
A
A
B
B
C
C
Line1
A B C Three-Phase Fault
<wr (pu)> <P (pu)> <Q (pu)>
|u| <Vabc (cmplx) (pu)>
y From Workspace
基于Matlab_Simulink的双馈感应风力发电机组建模和仿真研究
要控制机组的转速来实现最大风能捕获，可以
检测当前的风速并计算出最佳转速后进行转速控
制，这实际上是一种直接转速控制的方法，控制目标
明确，原理简单。但现场中风速的准确检测比较困
难，实现起来存在很多问题，风速检测的误差会降低
最大风能捕获的效果[14-15]。在实际应用中，可以通过
控制策略和控制方法的改进来避免风速的检测。这
2
2
P = 2
2 2
2
2
3 2
(ud2id2+uq2iq2)
2
2
2
P = 2
2 2
2
2
3 2
(uq2id2-ud2iq2)
（10）
清洁能源 Cle a n Ene rgy
第 26 卷 第 11 期
电网与清洁能源
97
式中，P1、Q1为定子侧向电网输出有功无功；P2、Q2为 转子侧从电网输入有功无功。
图2 风能利用系数-叶尖速比
从轮毂到发电机转子之间的机械传动部分在硬
度和阻尼系数被忽略时，可用一质量块的实用模型
来描述[6-7]，如式（4）所示。
Tgen-T'wtr=Jd
dΩgen dt
（4）
式中，Jd为等效转动惯量；T'wtr为等效风轮转矩；Tgen为 转子转矩；Ωgen为转子机械角速度。 1.2 双馈感应发电机数学模型
系：
u2 2
2 d1 2
22 2
u2 2
2 q1 2 22
= 2 2 u2 d2 2
22
u22 22
2 q2 2
-R1-L1P -ω1L1 -LmP -ωsLm
ω1L1 -R1-L1P
ωsLm -LmP
双馈感应风力机并网运行的仿真
双馈感应风电机并网运行的简单仿真学号：201521401036 姓名：刘香 学院：电气工程 班级：s1551摘要：风电场并网运行时会对电网产生一定影响。
本文首先阐述了主体双馈异步发电机的基本情况；详细阐明了风速模型的四种类型及其独立的仿真；感应发电机的并网运行；重点是基于Matlab/Simulink 软件平台，建立风电场与电力系统的模型，在电压调节模式下，由风速变化、电压暂降等双馈感应风电机并网引起的常见故障进行仿真试验。
关键词：双馈感应风力机；并网；Matlab/Simulink ； 1 前言风力发电机组是实现将风能转换为电能的能量转换系统，它包括风力机和风力发电机。
经风力机风轮将风能转换成机械能；由于发电机转子的转动使机械能转化为电能。
本文中的双馈异步发电机（DFIG ）是变速恒频型，电力电子频率变换设备是交-直-交型变频器。
双馈异步发电机的定子绕组与电网直接相连，转子绕组通过频率变换器供给频率可调的交流励磁电流。
2 风速模型风速为风力机提供原动力，风速模型的建立不受整个风电机组模型其它环节的影响，可以独立进行。
可以分为四分量模型：基础风、阵风、渐变风、随机风。
2.1基础风模型基本风对风力机的影响表现在反映风力机输出的额定功率大小，可以由风电场所测得的威布尔分布参数近似表示.⑴式（1）中的A 、K 表示威布尔分布的尺度参数和形状参数，⎪⎭⎫ ⎝⎛K +Γ11代表伽马函数。
基本风风速为 12.5m/s ，仿真时间为 0～10s ，基本风始终存在，MATLAB 仿真程序见附录1，仿真图如图1所示。
图 1 基本风仿真曲线2.2阵风模型风速突然变化的特性可以用阵风模型来表示，当风力机遇到突然变化的干扰可以用它来表示。
.1212max ⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=R R R R T T T t V V γG IG GIG IG IG COS GT T t T T t T T t V V +>+≤≤<⎪⎩⎪⎨⎧= 00⑵其中，式中的T G ,T IG ,V Gmax 分别表示阵风的周期（s ）、启动时间（s ）、最大值（m/s ）。
双馈电动机基于MATLAB的建模与仿真
基于MATLAB的双馈风电机组控制器的建模和仿真
基于MATLAB的双馈风电机组控制器的建模和仿真杨家然;罗晓芬;蒋程;江园园【摘要】以双馈风力发电机组的控制器为研究对象,分析了发电机速度控制环节和无功控制环节的原理,在matlab/simulink中建立了相应的仿真模型,并对无功控制环节进行了详细的仿真,分析了无功功率变化时对网侧逆变器和发电机定子转子电流的影响,结果表明,在无功功率调节的过程中网侧变流器的电流的幅值和相位变化很小,当发出容性无功增加时,网侧电压会下降,定子侧电流会上升,其相位会变大,网侧变流器的电流变化不大.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2014(052)002【总页数】4页(P36-38,42)【关键词】双馈风力发电机组;控制模型;建模和仿真;MATLAB/SIMULINK【作者】杨家然;罗晓芬;蒋程;江园园【作者单位】华能威海发电有限责任公司,山东威海264205;华能威海发电有限责任公司,山东威海264205;华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;首优咨询(北京)有限公司,北京100025【正文语种】中文【中图分类】TM571 引言进入21世纪以来，发展低碳经济、建设生态文明、实现可持续发展，成为人类社会的普遍共识。
目前以风能、太阳能等为代表的间歇性能源已成为当今世界的潮流，同时也是建设智能电网，推动低碳经济不可或缺的重要组成部分。
据初步统计，2011年中国新增风电装机容量接近18GW[1]，2012年国内风电市场发展将依然延续2011年的发展趋势，新增装机将维持在18GW 以上[2]，到2015年，风电装机将达到100GW，中国已经是世界上风电设备制造大国和风电装机容量最多的国家，成为名副其实的风电大国。
并网型风电场是风电开发的主要方式。
兆瓦级双馈感应风力发电机是风电场的主力机型之一[3]。
双馈机组能够对有功出力和无功出力进行解耦控制，实现最大风能跟踪，运行性优良，但这也使双馈机组控制结构较为复杂。
基于Matlab的双馈风力发电系统动态仿真
基于Matlab的双馈风力发电系统动态仿真刘芳宇1李艳春2( 1.太原理工大学理学院，太原 030024 ；2.山西电力科学研究院，太原 030001)摘要本文以双馈风力发电系统为研究对象，建立了双馈风力发电系统的动态数学模型，包括风速、风力机、双馈发电机以及补偿电容器四个部分。
利用Matlab/Simulink建立了仿真系统模型,详细论述了仿真的方法和过程，并对风电场接入电力系统进行了动态稳定分析，论文同时就如何提高风电系统短路故障后的动态稳定性进行了研究。
关键词：风电场；双馈风力发电系统；Matlab；动态仿真Dynamic Simulation of Doubiy-fedWind Power System Based on MatlabLiu Fangyu Li Yanchun(Taiyuan University of Technology , Taiyuan 030024)Abstract Taking doubly-fed wind power system as an object, the paper presents the dynamic model of doubly-fed wind power system, including wind speed, windmill, doubly-fed generator and capacitor. The method and process of the dynamic simulation based on Matlab/Simulink are discussed in detail, and the dynamic stability on the wind-farm connected to power system is analyzed. At the same time, the thesis studies how to improve dynamic stability of wind power system after the short-circuit fault is occurred.Key words：wind farm；doubly-fed wind power system；Matlab；dynamic simulation1引言随着我国风力发电事业的不断发展，新建风电场的规模越来越大。
基于Matlab的双馈风电机组的建模与仿真
− LAB − LBA −LCB −LaB −LbB −LcB
− LAC − LBA −LCC −LaC −LbC −LcC
− LAa − LBa −LCa −Laa −Lba −Lca
− LAb −LBb −LCb −Lab −Lbb −Lcb
−LAc iA
−
LBc
iB
−LCc −Lac
关键词：Matlab 双馈风电机 变速恒频
作为一种无污染、易获取以及零成本的可再生清洁能 源，风能具有广阔的发展前景。风力发电技术作为发展最快、 最可能商品化的技术之一，具有很多其他能源无法比拟的 优势。例如，风电技术建设周期短，一台风机安装时间不 超过三个月；万千瓦级风电场建设期不超过一年，即可再 投产一台。风力发电因为其具有特殊优势受到各个国家重 视，许多国家都将其列入发展计划中，并投入大量人力、 财力，获得了较大的成绩。
图 1 双馈变速发电机运行原理
2 双馈发电机的数学模型
双馈风电机也称为交流励磁风电机，是一个高阶非线
性强耦合多变量系统，若只对励磁电压进行标量控制，是
无法满足要求的，所以需要将定子绕组磁场作为定向控制
目标，以便达到简化系统的目的。通过坐标变换能够得到
同步发电机在两相同步旋转坐标系上的数学模型。
双馈风电机定子绕组的电压方程如式（1）所示。
+
iiCa
（4）
−Lbc
ib
−Lcc ic
双馈发电机内部电磁关系与输入机械转矩以及机械转
矩变换成的电磁转矩有着十分紧密的关系。忽略电机各部
分传动摩擦，转矩间平衡关系如式（5）所示。
Tm
= Te
+
J np
dω dt
（5）
基于MATLAB风力机双馈感应电机的仿真研究
基于MATLAB风力机双馈感应电机的仿真研究
武桢
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2018(035)002
【摘要】近年来,伴随着全球性能源短缺和环境恶化等问题的加剧,风力发电以其绿色无污染、可开发性好等优点,在我国和世界范围内获得迅猛发展.双馈电异步发电机是一种绕线式电机,其定子和转子可以馈电到电网.在当前的风力发电用主流发电机机型中,双馈感应发电机具有控制性能良好、价格相对适中等优点,广泛应用于风电场.因此,对双馈感应发电机建模并研究其运行特性具有重要意义.本文将对双馈感应风力发电机仿真建模,并在一定风速下进行模拟仿真.
【总页数】4页(P7-10)
【作者】武桢
【作者单位】内蒙古工业大学电力学院,内蒙古呼和浩特 010080
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于RTDS与MATLAB的双馈感应风电机组动态特性仿真比较 [J], 王多;常康;薛峰;靳丹;方勇杰;于跃海
2.基于CROWBAR的双馈感应发电机低电压穿越的仿真研究 [J], 王阳
3.基于Matlab/Simulink的双馈感应风力发电机组建模和仿真研究 [J], 徐希望;李庚银
4.不平衡电压下基于负序电流法的双馈感应发电机定子绕组匝间短路故障仿真研究
∗ [J], 李俊卿;康文强;沈亮印
5.基于MATLAB／Simulink的双馈感应电机建模与仿真研究 [J], 黄海浪
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基于MATLAB的风电场建模仿真研究
基于MATLAB的风电场建模仿真研究摘要：如今随着风力发电迅速发展和风电场规模不断的扩大，风电场已经成为电力系统的重要组成部分，但是风力发电的随机性和间歇性对接入电力系统的影响也越来越大，因此建立符合实际情况的实用风电场模型非常重要。
本文分析了双馈异步风力发电机组各个环节的数学模型，包括风速、风力机、传动系统、变桨距控制和发电机等数学模型，从而构建基于双馈异步风力发电机组的风电场详细模型。
根据假设风电场整体风速变化和尾流效应造成风速差异两种情况分别对风电场进行分析，对风力发电机组进行组合并简化，从而构建风电场的两种简化模型。
利用MATLAB仿真工具建立风电场的仿真模型，通过仿真分析，对比风电场详细模型和简化模型来说明不同情况下简化模型的准确性与适用性。
关键词：风力发电；双馈异步风力发电机；风电场；建模仿真0 引言风电是目前世界上增长最快的能源，风电技术是可再生能源中最成熟的一种能源技术。
风电由于清洁、环保、安全，取之不尽，用之不竭的特点，世界各国都把风能开发与利用作为一项极其重视的发展领域。
大型风力发电机的单机装机容量也由原来的几十千瓦发展到现在的数兆瓦以上，导致了大量集中型风电场的出现。
风电系统结构较简单，建设周期较短，可实现孤岛和并网两种运行方式，所以风电是新能源中发展最快的能源，并且世界各国都将风能作为新能源发展的首选，各种风力发电研究课题、风电设备制造及并网标准不断提出[1]。
随着风电场装机容量的不断增大及并网后容量占电网电源比例的不断提高，对电力系统的影响越来越大。
因此首先从风电场建模开始，深入研究风电场的特性及其对电力系统电能质量、安全稳定性的影响，对风电大规模发展和并网都有着非常重要的指导意义。
1风力发电机组的发电原理和数学模型1.1 发电机理风能转换系统主要包括起支撑作用的塔架、起风能的吸收与转换作用的风力机、起连接作用的传动系统（轮毂、齿轮箱、连轴器）、将机械能转换成电能的发电机。
基于Matlab的双馈风机并网系统仿真分析
2020年 42卷第2期第11页电气传动自动化Vol ・42,No ・2ELECTRIC DRIVE AUTOMATION 2020,42(2):11-15文章编号:1005—7277( 2020 )02—0011—05基于Matlab 的双馈风机并网系统仿真分析杨更宇，李鹏冲(华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)摘要：以双馈风机并网系统为研究对象，利用M a tlab/Simulink 搭建了双馈风机并网系统的仿真模型，并分别 针对不同类型风速的场景和电网侧发生不同类型故障的场景进行了仿真分析。
仿真结果验证了所搭建模型 的正确性,该模型可为研究双馈风机并网运行动态特性提供有效的分析工具和验证手段。
关键词：双馈风机；Matlab ;变风速；短路故障；仿真中图分类号：TM743文献标识码：ASimulation analysis of doubly fed induction generatorgrid-connected system based on MatlabYANG Geng-yu , LI Peng-chong(School of E lectrical and Electronic Engineering , North China Electric Power University , Beijing 102206, China)Abstract ： In this paper, the doubly fed induction generator grid-connected system is taken as the research object.By using the modules in Matlab / Simulink, a simulation model of a DFIG grid-connected system was built, andsimulation analysis was performed on different types of wind speed scenarios and different types of faults on the grid side. The simulation results verify the correctness of the model, which can provide effective analysis tools andverification methods for studying the dynamic characteristics of the DFIG's grid-connected operation.Key words ： doubly fed induction generator; Matlab; variable wind speed; short circuit fault; simulation0引言的仿真模型，如图1所示。
基于Matlab的由双馈风力发电机组成的风电场仿真
基于Matlab的双馈异步风力发电机风电场仿真这里仿真的对象是一个由6台1.5Mw双馈异步风力发电机组组成的9MW的风电场。
这个风电场连接着一个25kV的分布式发电系统，它的电能通过35km长，电压等级为25kV的馈线（B25）输入到120kV的电网上。
有2300kV，2MV A的用电设备也同样连接在B25这条馈线上。
这些用电设备包括一台1.68MW的异步电动机和200kW的阻性负载。
风电机和电动机负载都有保护系统控制着电压、电流和电动机转速。
利用Matlab/Simulink建模并进行了三个方面仿真，其简化示意图及仿真模块图形见附录1。
一、双馈式风力发电机及其仿真模型简介双馈式异步风力发电机(Doubly-Fed Induction Generator)包含有：一个绕线式转子的异步发电机和一个基于IGBT的交-直-交PWM变频器。
定子绕组直接连接到频率为60Hz的电网，转子通过交-直-交变频器的反馈来调节频率。
双馈电机技术可以使风力发电机组在低风速情况下，通过优化风机转速，从风吸收最大的能量。
而在狂风的情况下，可以使风机承受最小的机械压力。
在给定风速的情况下，最优的驱动速度产生最大的机械能。
当然这些能量都是同风速成比例的。
在风速低于10m/s的情况下，转子运行于“次同步转速”。
在高风速下，转子运行于“超同步转速”。
打开风机的菜单选择“Turbine data”，然后选择“Display wind-turbine power characteristics”（见图1）。
风机机械功率作为驱动转速的功能，在风速5m/s~16.2m/s的范围内可以被显示出来。
双馈电机是根据这条红曲线来控制的。
最佳的驱动转速是在曲线上的B点和C点之间。
双馈电机的另一个优点是电力电子变频器可以产生或者吸收无功。
这样就减少了鼠笼绕组式异步风电机所需的补偿无功的电容器组。
图1、双馈式风力发电机功率特征曲线这个风电机模型可以用来做长时间仿真的暂态稳定性研究。
基于MATLAB的双馈电机仿真
由此在电机气 隙中形成一个 同步旋 转的磁场 ， 在 定子侧感应 出 同步 速 的感应电势。从定子侧看 ， 这 与直流 励磁 的转子 以 同步 速旋 转 时， 在 电机
进 行 仿 真 研 究 。 我 们 基 于 在 两相 同 步旋 转 坐 标 系 ｄ—ｑ中 建 立 的 双 馈 发 电
ｎ，
由于交流励磁 变速恒 频 风 力发 电 系统 的特 点 ， Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ中 的
ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ基本模块提 供的电机模型 用于双馈 发 电机 仿真 时 ， 受到 多方 旋转的磁场 ， 其转速 为： ｎ：＝ ＝ （ｎ 为极对数 ） ． 转 子实际转速加上交流励 Ｐ ｎＰ 面因素的影响 ， 如转子侧供电时接入 问题 ， 用Ｐ ＷＭ 供电时如何调 频等一系 磁产生的旋转磁场的转速 （ 方向可 以相同或相反 ） 等于 同步转 速 ， 即： ｎ ＝ 列问题 ， 不能完全适应 仿真的需要。因而不能直 接利用 Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ电机 模型
◆ ◆ ◆ ◆
基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的 双 馈 电 机 仿 真
◆ 王培炎
（ 内蒙古北方重工培训中心 ）
【 摘要】根据 双馈发 电机 的原理及数 学模 型采用定子磁链 定向的方 法， 对 变速 恒频风 力发 电系统进行研 究， 确 定 了基本 的控 制策略 。通 过 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ建 立系统的仿真模型进行仿真 ， 这些都 为进 一步地深入研 究提供 了有效的理论依 据。 【 关键词】双馈 发电机
机的数学模型 ， 在Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ环境下建立 了相应 的仿 真模 型。采用上述 公式
(完整)基于matlab的风力发电机组的建模与仿真
(完整)基于matlab的风力发电机组的建模与仿真编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)基于matlab的风力发电机组的建模与仿真）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)基于matlab的风力发电机组的建模与仿真的全部内容。
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、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）（1）。
基本风=8m/s基本风仿真模块（2）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.b V g V r V n V b V g V r V n V b V⎪⎩⎪⎨⎧=00cos v g V g g gg g g T t t T t t t t t +>+<<<1111⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=)(2cos 121max cosg g g T t T t G v πcos v g V g t 1max G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 。
基于Matlab的双馈异步风力发电机风电场仿真
基于Matlab的双馈异步风力发电机风电场仿真仿真对象是一个由6台1.5MW双馈异步风力发电机组组成的9MW的风电场。
这个风电场连接着一个25kv的分布式发电系统，它的电能通过35km长，电压等级为25kv的馈线（B25）输入到120kv的电网上。
一、仿真过程及结果分析1、风速变化，风机的反映。
初始风速设定为8m/s，时间到t=4s，风速增长到14m/s。
开始仿真。
图1 风速突然变化时输出的曲线（voltage regulation 模式）有功功率随转速平稳的增长，用了18秒的时间到达额定9MW。
这段时间内风机转速从0.8pu增长到1.21pu。
桨距角从0度增长到0.76度，用来限制机械功率。
通过调控无功功率来维持电压在1pu。
额定功率时，风机吸收了0.68Mvar，从而控制电压不变。
图2 风速突然变化时输出曲线（Var regulation 模式）无功控制模式下，保持功率因数不变，从电网吸收一部分无功来并网（达到同步转速），因吸收无功，电压上升。
2、110kv系统电压突然下降的仿真。
风速不变8m/s。
设置5s发生一次0.15pu的电压下降（在Time variation of 中选择Amplitude）。
确保风机为无功控制。
图3 110kv电压突然下降（Var Regulation 模式）用电设备的电流降至0，电动机转速逐渐下降。
用电设备被分离出电网。
图4 110kv电压突然下降（voltage regulation模式）采用Voltage regulation控制模式，用电设备没有被分出电网。
因为电压下降时，风电场发出无功功率。
3、短路故障分析。
0.5s发生三相短路，0.6s消除。
仿真时间为2s。
图5 B690 母线故障时风电场输出波形（voltage regulation 模式）电网发生故障时，风电机组出口电压降低，向电网提供无功功率。
故障清除后，风电机组需要从电网吸收无功功率。
故障时电压下降图6 B690母线三相短路（var regulation 模式）电网发生故障时，风电机组出口电压降低，向电网提供无功功率。
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基于Matlab的双馈异步风力发电机风电场仿真
仿真对象是一个由6台1.5MW双馈异步风力发电机组组成的9MW的风电场。
这个风电场连接着一个25kv的分布式发电系统，它的电能通过35km长，电压等级为25kv的馈线（B25）输入到120kv的电网上。
一、仿真过程及结果分析
1、风速变化，风机的反映。
初始风速设定为8m/s，时间到t=4s，风速增长到14m/s。
开始仿真。
图1 风速突然变化时输出的曲线（voltage regulation 模式）
有功功率随转速平稳的增长，用了18秒的时间到达额定9MW。
这段时间内风机转速从0.8pu增长到1.21pu。
桨距角从0度增长到0.76度，用来限制机械功率。
通过调控无功功率来维持电压在1pu。
额定功率时，风机吸收了0.68Mvar，从而控制电压不变。
图2 风速突然变化时输出曲线（Var regulation 模式）无功控制模式下，保持功率因数不变，从电网吸收一部分无功来并网（达到同步转速），因吸收无功，电压上升。
2、110kv系统电压突然下降的仿真。
风速不变8m/s。
设置5s发生一次0.15pu的电压下降（在Time variation of 中选择Amplitude）。
确保风机为无功控制。
图3 110kv电压突然下降（Var Regulation 模式）
用电设备的电流降至0，电动机转速逐渐下降。
用电设备被分离出电网。
图4 110kv电压突然下降（voltage regulation模式）
采用Voltage regulation控制模式，用电设备没有被分出电网。
因为电压下降时，风电场发出无功功率。
3、短路故障分析。
0.5s发生三相短路，0.6s消除。
仿真时间为2s。
图5 B690 母线故障时风电场输出波形（voltage regulation 模式）
电网发生故障时，风电机组出口电压降低，向电网提供无功功率。
故障清除后，风电机组需要从电网吸收无功功率。
故障时电压下降
图6 B690母线三相短路（var regulation 模式）
电网发生故障时，风电机组出口电压降低，向电网提供无功功率。
故障清除后，风电机组通过控制减小了机组与电网之间的无功交换。
机端电压回复较慢。
随机风下风机变化（voltage）
电压不随风速的波动而变化，为保持电压恒定，从电网中吸收无功随风速变化。
当采用无功控制时，风机从电网中吸收的无功功率基本不变。
双馈异步风力发电机包含：一个绕线式转子的异步发电机和一个基于IGBT 的交-直-交PWM变频器。
定子绕组直接连接到电网。
转子通过反馈来调解频率。
可以低风速，优化转速，吸收最大能量。
狂风时，承受最小机械压力。
风速低于10次同步运行，转子从电网吸收有功功率。
风速高时，转子处于超同步运行状态，有功功率从转子送到电网。
无功控制模式，运行时保持Q=Ptan&。
电压控制模式，通过对无功的控制，保持电压不变。
桨距角低于额定风速降低为0，高于额定风速变大。