基于Matlab的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多體系統(tǒng)建模與仿真.pdf

1、能源、環(huán)境是當(dāng)今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。風(fēng)力發(fā)電清潔無污染，施工周期短，投資靈活，占地少，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在目前技術(shù)條件下風(fēng)電與火電、水電相比從造價(jià)、電能質(zhì)量、設(shè)備制造和控制技術(shù)等領(lǐng)域仍然存在一定劣勢(shì)，主要原因之一是我國(guó)風(fēng)電領(lǐng)域的理論和應(yīng)用研究與發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大差距。國(guó)內(nèi)對(duì)風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的研究十分薄弱，風(fēng)電機(jī)組的大型化、變槳距控制、變速恒頻等先進(jìn)風(fēng)電技術(shù)還遠(yuǎn)未解決，致使我國(guó)大型風(fēng)力機(jī)技術(shù)幾乎全部為進(jìn)口產(chǎn)品。

2、因此，深入研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)于持久開發(fā)風(fēng)能和實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化具有重要理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是涉及空氣動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制、機(jī)械傳動(dòng)、電機(jī)學(xué)等多學(xué)科的綜合性高技術(shù)系統(tǒng)工程。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研究難點(diǎn)是風(fēng)電機(jī)組大功率、高可靠性、高效率、低成本。為攻克這些難點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)是系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和先進(jìn)控制策略。由于所受工況瞬態(tài)多變且工作環(huán)境惡劣，所以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是一個(gè)復(fù)雜、多變量、非線性的不確定系統(tǒng)，因此，系統(tǒng)

3、建模分析是風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本論文是針對(duì)風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)建模的相關(guān)問題從風(fēng)電機(jī)組的空氣動(dòng)力學(xué)理論、系統(tǒng)非線性數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析研究。主要內(nèi)容包括： 1）為了計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所受的氣動(dòng)負(fù)載，并將其用于進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)動(dòng)力的分析，采用國(guó)際上通用的葉素動(dòng)量理論進(jìn)行了氣體動(dòng)力學(xué)的分析建模。然后以某2MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為對(duì)象，對(duì)其空氣動(dòng)力性能進(jìn)行了分析，分析結(jié)果與Bladed中分析結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明兩者誤差較小。

4、所建立的模型可以用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組空氣動(dòng)力學(xué)分析。 2）建立了描述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的非線性傳動(dòng)鏈數(shù)學(xué)模型。模型以國(guó)際上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組權(quán)威認(rèn)證規(guī)范IEC標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)建立，具備數(shù)學(xué)模型的規(guī)范性。根據(jù)目前國(guó)際上流行的風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)布置形式，總結(jié)了建模方法的特點(diǎn)，使所建立的模型具有通用性。在Matlab simulink中建立非線性數(shù)學(xué)模型的仿真分析模型，并針對(duì)一種2MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了系統(tǒng)性能仿真分析。 3）根據(jù)研究的空氣動(dòng)