如何用matlab建立风力机模型,风力机的Matlab模型及其应用

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1、风力机的Matlab模型及其应用班级:能动学院2010级 姓名:常征学号:20101191摘要:提出了一种简化的定桨距风力机的MATLAB模型。该模型对少风电场的建设与规划。对于风力发电机组的运行仿真和设计都具有重要的意义。关键词:MATLAB模型,建模仿真1风力机模型的建立目前,风电中采用最多的仍是并网型定桨距恒速恒频异步发电系统,其主要组成部分包括:风轮、变速箱、发电机、控制器、电容器组。进行各种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。Matlab/Simulink仿真软件具有强大的功能,其中Simulink模块化的结构有助于将复杂的风电系统分解为各个简单的基本“物理”模。

2、块,适宜用来分析风力发电机组的各种运行状态。目前有关用Matlab/Simulink模块对风力机进行建模和仿真的资料很少,全文的风力机模型可作为其中的一个模块。实际发电时,因异步机并网发电时滑差s0且接近0,简化分析可取s=0时的同步转速s作为风力机带负载运行的固定频率点(1/s),即风力机实际运行在固定的1下,选择不同的1全年发电量是不同的,风能利用仿真就是要在确定的风力资源统计规律和确定的风力机特性基础上,选择1(工作点)使全年风力机提供的能量最大,进而得出升速箱的最优变比,并选择升速箱。根据以下风力机计算公式,构建Matlab风力机特性仿真模块。(1)式中:为叶尖速比;为上游风速m/s;。

3、为风机角速度rad/s;R为叶轮半径m。(2)式中:T为风轮转矩;为空气密度kg/m3;转矩系数的拟合函数采用,根据风力机特性来给定。将式(1)、(2)用Matlab的模块来实现,得图1的风机仿真模块,图2为仿真模块给出的某风力机的转矩与功率特性曲线:T(,)和P(,)图1 风力机的仿真模块功率(P) kW转矩(T) Nm转速() rad/s转速(v) m/s图3 功率曲线图2 转矩曲线2应用某风场10m与40m高处的全年统计风速曲线如图4所示,统计温度曲线如图5所示,当地海拔高度2000m,当t=15时,11.07kg/m3。利用公式:式中:p为压强Pa;T=t+273为气体的热力学温度K;为空气密度kg/m3。由风速、温度曲线可以得出风力机的发电量与转速的关系。由风力机的发电量与转速的关系可知,在10m高处转速应选1与3之间的1个数1,应选变比为k1=s/1的升速箱。40m高处转速应选2与4之间的1个数2,所以应选变比为k2=s/2升速箱。这样才能使风力机的年发电量最大。风力机模块还可以跟变速箱模块、发电机模块、控制器模块配合共同构成风力发电机系统,用于风力发电机组的仿真计算。3结论本文提出了一种简化的定桨距风力机的Matlab模型。该模型对风电场的建设与规划,对风力发电机组的运行仿真和设计都具有重要的意义。

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