基于Simulink的风电机组变桨距控制系统仿真研究

1、内容简介

略
515-可以交流、咨询、答疑

2、内容说明

要：针对风电机组复杂、非线性的特点，建立了完整的风电机组变桨距模型，并 运 用 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ强 大的功能对其进行仿真研究。根据风电机组的数学模型，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下搭建了系统仿真模块，并在给定 风速下对不同 ＰＩＤ参数的变桨距控制系统进行仿真实验。实 验 结 果 表 明：参数的设置决定了系统性能的好 坏，合适的参数选取能使系统获得较好的动态特性。利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进行仿真实验，能促进学生对风电机组控 制系统的理解，提高学生的仿真能力，使学生掌握变桨距控制系统的结构和动态特性。

关键词：风力发电机；变桨距控制；仿真；动态特性

在风力发电系统中，由于风电机组多变量、非线性 的特点，给风电机组的变桨距控制带来了很大的困扰。 变桨距控制系统对于给定风速情况下维持发电机额定 输出功率是非常重要的［１］。保证变桨距控制系统的稳 定性，使得电力系统能够安全、有效地运行，是研究风 力发电机组的关键问题［２－４］。 风电机组变桨距控制系统性能的好坏很大程度上 取决于变桨距控制器的控制规律及参数设置，找到合 适的控制器参数是变桨距控制的另一个难题［５］。进行 单纯的物理建模不仅会增加资源的消耗，而且不能随 意改 变 控 制 器 的 参 数，Ｓｉｍｕｌｉｎｋ将 仿 真 模 型 模 块 化，其高效率、低消耗的特点在风电机组变桨距控制系统 中得到体现。 Ｍａｔｌａｂ作为 目 前 计 算 机 仿 真 技 术 中 最 有 效、最 实用的工具，已在国内外的风力 发电专业教材中得 到普遍选用，为实验数据分析和 处理提供了有效的 平台。Ｓｉｍｕｌｉｎｋ作 为 Ｍａｔｌａｂ中 的 动 态 仿 真 工 具，只 需建立仿真模快并设置模块的参数就可以得到仿真 结果［６－９］。笔者搭建 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿 真 模 块，在 给 定 风 速 的条件下改 变 ＰＩＤ 控 制 器［１０］的参数进行仿真实验， 得到了不同参数设置下的变桨距控制系统动态响应 曲线，并根据仿真结果对系统动态 性能进行分析与 处理。将 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真融入风电机组变桨距控制系统 实验教学中，学生可以把所学的 理论知识运用到仿 真实验中，这不仅能让学生很好 地理解变桨距系统 的结构及能量转换的原理，还 能 增 强 学 生 的 实 践 能 力［１１］。此外，Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中详 细 的 仿 真 图 和 实 验 数 据， 可以培养学生对实验数据的处理 和分析能力，这 种 理论 与 实 践 相 结 合 的 教 学 模 式 能 有 效 提 高 教 学 质量［１２］。

２ 风电机组的数学模型

风力发电系统是一个综合空气动力学特性、机械 特性和电气特性的复杂非线性系统，构建风电机组的 数学模型对研究系统的动态特性及其控制规律具有重 要意义。笔者将风电机组模型分为风轮模型、传动机 构模型和异步发电机模型等３部分。

3、仿真分析

 

 

4、参考论文

7风力发电变桨距系统控制策略研究_贾海阳.caj
交流风力发电系统的传递函数及分析_陈建安.caj
变速恒频风力发电系统变桨距自抗扰控制_夏长亮.pdf
基于PLC的风电机组控制系统设计_张相考.caj
基于Simulink的风电机组变桨距控制系统仿真研究_陈功贵.pdf
大型变速风力发电机组的自适应模糊控制_张新房.pdf