实验一 :风力发电机组得建模与仿真姓名:樊姗 学号:031240521一、实验目得:1 掌握风力发电机组得数学模型2 掌握在 MATLAB/Simulink 环境下对风力发电机组得建模、仿真与分析;二、实验内容:对风速模型、风力机模型、传动模型与发电机模型建模,并讨论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、各种发电机得数学模型进行全面分析,探究风力发电系统各个部风最通用得模型、包括了可供电网分析得各系统得简单数学模型,对各个数学模型,应用 MATLAB 软件进行了仿真。三、实验原理:3、1 风速模型得建立自然风就是风力发电系统能量得来源,其在流动过程中,速度与方向就是不断变化得,具有很强得随机性与突变性。本课题不考虑风向问题,仅从其变化特点出发,着重描述其随机性与间歇性,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 与噪声风速。即模拟风速得模型为: (1-1)(1)基本风速在风力机正常运行过程中一直存在,基本反映了风电场平均风速得变化。一般认为,基本风速可由风电场测风所得得韦尔分布参数近似确定,且其不随时间变化,因而取为常数(2)阵风用来描述风速突然变化得特点,其在该段时间内具有余弦特性,其具体数学公式为: (1-2)式中: (1-3)t 为时间,单位 s;T 为阵风得周期,单位 s;,为阵风风速,单位 m /s;为阵风开始时间,单位 s ;为阵风得最大值,单位 m/s。 (3)渐变风用来描述风速缓慢变化得特点,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;为渐变风得最大值,单位 m/s 。 (4)随机噪声风用来描述相对高度上风速变化得特点,此处不再描述。3、2 风力机模型得建立风力机从自然风中所索取得能量就是有限得,其功率损失部分可以解释为留在尾流中得旋转动能。能量得转化将导致功率得下降,它随所采纳得风力机与发电机得型式而异,因此,风力机得实际风能利用系数 <0、593。风力机实际得到得有用功率为: (2-6)而风轮获得得气动扭矩为: (2-7)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: (2-8) (2-9)称为叶尖速比;为风轮角速度,单位为 rad/s。 3、3 传动系统模型得建立本实验在分析传动系统机理得基础上,建立系统得刚性轴模型。刚性轴模型认为传动系统就是刚性得,即低速轴,增速齿轮...
