【正文】 v)/(smVst/圖 31 基本風(fēng)風(fēng)速變化曲線此模塊使用“constant ”模塊，即 ，基本風(fēng)速設(shè)置為 3m/s。g嘉興學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計12陣風(fēng)風(fēng)速隨時間變化曲線如圖 32 maxgV)/(s1TgT?1st/ 圖 32 陣風(fēng)風(fēng)速隨時間變化曲線陣風(fēng)模型如下圖 33 所示1Out1t2t1t6VgmaxcosTrigonometricFunctionTgT1+TgT1Switch3 Switch2Scope2Scope1Product3Product1Product ofElements21/2Gain1KGain0Constant181Constant14 0Constant1Add3Add2 圖 33 陣風(fēng)模型參數(shù)設(shè)置： 設(shè)置為 6m/s，T1 設(shè)置為 , 設(shè)置為 。漸變風(fēng)隨時間變化曲線如圖 34 所示風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真13 1rT2Tr?maxrV)/(s st/ 圖 34 漸變風(fēng)隨時間變化曲線漸變風(fēng)風(fēng)速模型如下圖 35 所示1Out16Vrmax16VrmaxTr2Tr1Switch1SwitchScope1Ramp2Ramp1RampProduct2Product ofElements10Constant6Add1Add 圖 35 漸變風(fēng)風(fēng)速模型參數(shù)設(shè)置： 設(shè)置為 6m/s，Tr1 設(shè)置為 ，Tr2 設(shè)置為 。 此模型使用MATLAB的V?20??“Random number” 模型，即： 。Cp 的理論最大值為 ，這就是著名的 Betz 極限。因此傳動系統(tǒng)是能量傳輸?shù)募~帶，同時，傳動系統(tǒng)的運動取決于驅(qū)動力及阻力的特性。gK 圖 39 風(fēng)力機(jī)仿真模型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真17t?wtTlsThsT1:gK傳 動 齒 輪發(fā) 電 機(jī)m?風(fēng) 輪 機(jī) 圖 310 風(fēng)輪機(jī)傳動齒輪示意圖傳功齒輪模型如下圖 311 所示： 2Ths1Tls1Jwtdu/dtDerivativeAdd11/Kg2omigat1Twt 圖 311 傳動齒輪模型 三相同步發(fā)電機(jī)模型 傳動模型氣動轉(zhuǎn)矩 Ta 和電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩 Te 變化時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子將加速或減速運行，對于直驅(qū)型永磁同步發(fā)電機(jī)，假定轉(zhuǎn)子與電機(jī)之間為剛性連接，則傳動模型可由式（310）表示 （310）elaeqTdtJm???? 式中： 為傳動損失， = ， 為轉(zhuǎn)動粘滯系數(shù)， 是機(jī)組等lTlωB?meqJ效轉(zhuǎn)動慣量，本文中所研究的直驅(qū)型永磁同步發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動慣量為式（311） （311）greqJ??式中 和 分別為風(fēng)輪機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量。pn?PMSM 的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為： （313）])[(???dqqeiLiT以上兩個模型集成與 PMSM 模塊中，即 。e圖 312 永磁同步發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真19 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)整體建模將以上建立的各個子模塊封裝并按照預(yù)先設(shè)計方案經(jīng)行連接，搭建整個自建的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。4Tsh3Tsl2Tm1PmOut1Subsystem3In1TslTshSubsystem2In1PmOut2Subsystem1In1Out1SubsystemScope9Scope8Scope7Scope2Scope12Scope11Scope10mis_abcvs_qdwmthetamTeMachinesMeasurementDemux11Gain4傳 動 齒 輪 模 型永 磁 同 步 發(fā) 電 機(jī) 模 型風(fēng) 速 模 型風(fēng) 力 機(jī) 模 型風(fēng)力機(jī)的設(shè)計額定風(fēng)速為 ，永磁同步電動機(jī)失速轉(zhuǎn)矩為175N在不影響仿真效果的情況下，系統(tǒng)的仿真時間設(shè)置為 秒。風(fēng)速仿真效果如下圖。圖 45 是前面四種風(fēng)速疊加仿真圖。圖（d）是發(fā)電機(jī)三相輸出電流曲線，圖（e）（f）分別是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角速度和發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)曲線，注意到在 之前風(fēng)速變化較小，轉(zhuǎn)子角速度和電磁轉(zhuǎn)矩變化較小， 之后風(fēng)速變化較大，轉(zhuǎn)子角速度和電磁轉(zhuǎn)矩隨風(fēng)速變化明顯。 （a）風(fēng)速階躍變化嘉興學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計24（b）風(fēng)力機(jī)輸出功率（c）齒輪箱高速軸輸出轉(zhuǎn)矩（d）發(fā)電機(jī)三相輸出電流（e）轉(zhuǎn)子角速度變換曲線風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真25（f ）發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩圖 47 階躍風(fēng)速變化下風(fēng)電機(jī)組參數(shù)變化曲線 圖 48 ~ 關(guān)系曲線PCλ圖8 是當(dāng)漿距角 β=0時，功率系數(shù) 與葉尖速比 的仿真曲線，圖中當(dāng) =6 時，λ達(dá)到最大值 。然后對國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r作了闡述，國外風(fēng)衣發(fā)電起步早，技術(shù)成熟而且規(guī)模大，國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電雖然起步晚，但是發(fā)展迅速，有很大的發(fā)展前景。最后一部分是本文的核心部分，利用 MATLAB 軟件對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了建模，然后整體仿真，得到了一系列仿真曲線，通過分析曲線，基本能夠反應(yīng)出實際系統(tǒng)的運行情況。風(fēng)力發(fā)電資源豐富，技術(shù)成熟，可靠性高，成本低且效益顯著，在新型能源中發(fā)展較快。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略是以風(fēng)速的變化為依據(jù)，風(fēng)能的最大利用效率為目的，為優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運行特性提出的控制方案。通過風(fēng)輪機(jī)槳距角控制系統(tǒng)對葉片槳距角進(jìn)行控制，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)械部分與發(fā)電機(jī)的電氣部分配合，達(dá)到提高風(fēng)能利用效率及改善供電質(zhì)量的目的。 根據(jù)風(fēng)速模型的仿真曲線，分析風(fēng)輪機(jī)和發(fā)電機(jī)各部分曲線的變化情況和整個系統(tǒng)的仿真曲線圖。并網(wǎng)以后雖然受到了電網(wǎng)的干擾，但轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速后再沒有多大變化；電流的波形雖然是正弦的，但整體的趨向也發(fā)生了相應(yīng)的波動。額定風(fēng)速之后的機(jī)組狀態(tài)控制主要由槳距風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真27角調(diào)節(jié)實現(xiàn)。 嘉興學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計28參考文獻(xiàn)[1][D].華中科技大學(xué),2022. [2]陳濤,[J].農(nóng)村電氣化,2022,(1):3435.[3] 趙立鄴,孟鎮(zhèn). 基于 Matlab/Simulink 直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息,2022,(2):3035[4][J].中國科技信息,2022,(19):39.[5]趙洪杰,[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2022,12(9):618622.[6][J].中國高新技術(shù)企業(yè),2022,(13):77,81.[7]屠卿瑞,徐政,張靜. 基于 PSCAD/EMTDC 的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電接入系統(tǒng)建模與仿真[J]. 太陽能學(xué)報,2022,31(4):523530[8]徐穎劍. 交直交風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真研究[J]. 電氣開關(guān),2022,(4):2532[9]張滕飛,沈伊韡,[J]. 華東電力,2022,39(2):304306[10][J].安徽科技,2022,(8):48[11]耿華,楊耕,[J].電力電子技術(shù),2022,40(6):3336[12]廖明夫 (德) R. Gasch J. .[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2022[13].[M].機(jī)械工業(yè)出版社,[14]于群,[M].機(jī)械工業(yè)出版社,[15] 唐江豐,韓春成,王萍,王立地. 離網(wǎng)小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真[J]. 電網(wǎng)與清潔能源,2022,28(3):7478[16][J]. 計算機(jī)仿真,2022,29（11）:235239[17]孫國霞, 李嘯驄, 蔡義明. 大型變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)的建模與仿真[J]. 電力自動化設(shè)備 2022,27（10）:6973[18]Cziker, A., Miron, A., amp。 Electronics Engineering, 3(1), 5760.[19]Forcos, A., amp。 Electronics Engineering, 2(2), 2528[20]向愷, MATLAB 的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真研究[J] .中國電力教育,2022 年研究綜述與技術(shù)論壇?？?2022:17017210]王聰,的建模與仿真研究[J]. 中國電力教育,2022 年研究綜述與技術(shù)論壇?？?2022:125128[21]李興國,何玉林,[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報,風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真292022,31(11):12261230