基于matlab的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真

1、專(zhuān)業(yè)資料實(shí)驗(yàn)一：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真姓名： 學(xué)號(hào)：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：1. 能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有深入的了解。2. 能熟練的利用 MATLAB件進(jìn)行模塊的搭建以及仿真。3. 對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行研究并找出最優(yōu)控制策略。二、實(shí)驗(yàn)類(lèi)容：對(duì)風(fēng)速模型、風(fēng)力機(jī)模型、傳動(dòng)模型和發(fā)電機(jī)模型建模，并研究各自控制方法及控制 策略；如對(duì)風(fēng)力發(fā)電基本系統(tǒng)，包括風(fēng)速、風(fēng)輪、傳動(dòng)系統(tǒng)、各種發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行 全面分析，探索風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)各個(gè)部風(fēng)最通用的模型、包括了可供電網(wǎng)分析的各系統(tǒng)的簡(jiǎn) 單數(shù)學(xué)模型，對(duì)各個(gè)數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用 MATLAB軟件進(jìn)行了仿真。三、實(shí)驗(yàn)原理：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模型主要包括風(fēng)速模型、傳動(dòng)系統(tǒng)模型、發(fā)電機(jī)

2、模型和變槳距模型， 下文將從以上幾方面進(jìn)行研究。1、風(fēng)速的設(shè)計(jì)自然風(fēng)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能量的來(lái)源，其在流動(dòng)過(guò)程中，速度和方向是不斷 變化的，具有很強(qiáng)的隨機(jī)性和突變性。本文不考慮風(fēng)向問(wèn)題，僅從其變化特點(diǎn) 出發(fā)，著重描述其隨機(jī)性和間歇性，認(rèn)為其時(shí)空模型由以下四種成分構(gòu)成：基 本風(fēng)速V、陣風(fēng)風(fēng)速Vg、漸變風(fēng)速V和噪聲風(fēng)速V。即模擬風(fēng)速的模型為：V=必+Vg+Vr+Vn（ 1-1）（1）.基本風(fēng) Vb=8m/sScopeStep基本風(fēng)仿真模塊（2 ）陣風(fēng)風(fēng)速tt1gt1g ：t :：t1gTg(1-2)t -t1gTg式中:Gmaxtt1g JVcos 1 cos 2兀(-J)2TgT g(1-3)t為時(shí)

3、間，單位s ; T為陣風(fēng)的周期，單位s ; vcs, Vg為陣風(fēng)風(fēng)速，單位m /s ; t1g為陣風(fēng)開(kāi)始時(shí)間，單位s ； Gmax為陣風(fēng)的最大值，單位 m/s 。本例中，陣風(fēng)開(kāi)始時(shí)間為 最大值為6m/s。3秒，陣風(fēng)終止時(shí)間為9秒，陣風(fēng)周期為6秒，陣風(fēng)word完美格式00(1-4)Rmaxt Yr t1 r t2r(1-5)(3)漸變風(fēng)速Vr漸變風(fēng)用來(lái)描述風(fēng)速緩慢變化的特點(diǎn)，其具體數(shù)學(xué)公式如下:t :虬tlr : t t2rt t2r式中:t1r為漸變風(fēng)開(kāi)始時(shí)間，單位s ； t2r為漸變風(fēng)終止時(shí)間，單位s ； Vr，Vramp為不同時(shí)刻漸變風(fēng)風(fēng)速，單位m/s ； Rmax為漸變風(fēng)的最大值，單位m

4、/sScope3(4)噪聲風(fēng)速Vn選擇一個(gè)隨機(jī)噪聲模塊就可以(5)風(fēng)速 V = Vb+Vg+Vr+VnCons tantl2、風(fēng)力機(jī)模型的建立風(fēng)力機(jī)從自然風(fēng)中所索取的能量是有限的，其功率損失部分可以解釋為留在尾流中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。能量的轉(zhuǎn)化將導(dǎo)致功率的下降，它隨所采用的風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的型式而異，因此，風(fēng)力機(jī)的實(shí)際風(fēng)能利用系數(shù)Cp From!Sdb:raetTo fuDrkspacflSCoedTd Fite加入控制器及濾波器前后的波形及加入控制器和濾波器的波形4.2結(jié)果分析通過(guò)對(duì)上面波形對(duì)比可知兩個(gè)波形都存在噪聲的干擾，但是在沒(méi)有加入控制器的沖擊 很大，會(huì)對(duì)后期的產(chǎn)生很大的麻煩，同時(shí)也會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)會(huì)有一定的損壞。波形在控制器的基 礎(chǔ)上增加了濾波裝置，使輸出的波形更加的平滑、穩(wěn)定，更有利于風(fēng)機(jī)的功率輸出。五、實(shí)驗(yàn)心得通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)我學(xué)會(huì)了模糊控制的設(shè)計(jì)和使用及濾波器在系統(tǒng)中的重要性，模糊控制 是利用模糊數(shù)學(xué)的基本思想和理論的控制方法。在傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域里，控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模式 的精確與否是影響控制優(yōu)劣的最主要關(guān)鍵，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的信息越詳細(xì)，則越能達(dá)到精確控制 的目的。然而，對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，由于變量太多，往往難以正確的描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，于是 工程師便利用各種方法來(lái)簡(jiǎn)化系統(tǒng)動(dòng)態(tài)，以達(dá)成控制的目的，但卻不盡理想。換言