基于MATLAB的风力发电系统仿真研究 案例范本.pdfVIP

基于MATLAB的风力发电系统仿真研究案例范本--第1页

基于MATLAB的风力发电系统仿真研究案例范本

摘要：本文基于MATLAB对风力发电系统进行了仿真研究，建立了风

力发电机组模型、风能转换模型和电网模型，并进行了系统级联仿真。

通过仿真结果分析，得出了风速、风轮转速、发电机转速、输出电压

和电流等参数的变化规律，为风力发电系统的设计和优化提供了参考。

关键词：MATLAB；风力发电系统；仿真研究；模型建立；系统级联

仿真

Abstract:Thispaperconductsasimulationstudyonwindpower

generationsystembasedonMATLAB,andestablishesthemodelsof

windturbinegenerator,windenergyconversionandpowergrid,and

conductssystem-levelcascadingsimulation.Throughtheanalysisof

simulationresults,thevariationlawsofwindspeed,windwheelspeed,

generatorspeed,outputvoltageandcurrentandotherparameters

areobtained,whichprovidesareferenceforthedesignand

optimizationofwindpowergenerationsystem.

Keywords:MATLAB;windpowergenerationsystem;simulationstudy;

modelestablishment;system-levelcascadingsimulation

一、引言

随着环保意识的逐渐提高和能源危机的日益加剧，风力发电作为一种

清洁、可再生的能源形式，受到了越来越多的关注和重视。风力发电

系统由风力发电机组、风能转换系统和电网系统组成，其中风力发电

机组是整个系统的核心部件。为了提高风力发电机组的效率和可靠性，

基于MATLAB的风力发电系统仿真研究案例范本--第1页

基于MATLAB的风力发电系统仿真研究案例范本--第2页

需要对其进行仿真研究，掌握其运行规律和特性。

MATLAB是一种基于矩阵运算的高级技术计算语言，具有强大的数学

计算、数据可视化和仿真建模能力，被广泛应用于工程、科学和金融

领域。本文基于MATLAB对风力发电系统进行了仿真研究，建立了风

力发电机组模型、风能转换模型和电网模型，并进行了系统级联仿真。

通过仿真结果分析，得出了风速、风轮转速、发电机转速、输出电压

和电流等参数的变化规律，为风力发电系统的设计和优化提供了参考。

二、模型建立

1.风力发电机组模型

风力发电机组是由风轮和发电机组成的，其中风轮是将风能转换为机

械能的部件，发电机是将机械能转换为电能的部件。风轮的转速由风

速和机械负载决定，发电机的输出电压和电流由转速和电路参数决定。

因此，风力发电机组模型可以分为风能转换模型和发电机模型两部分。

（1）风能转换模型

风能转换模型是将风能转换为机械能的模型，其基本原理是利用风能

驱动风轮旋转，从而驱动发电机输出电能。风能转换模型可以采用比

例积分微分（PID）控制策略进行控制，以保证风轮转速的稳定和输

出功率的最大化。

（2）发电机模型

发电机模型是将机械能转换为电能的模型，其基本原理是利用磁场感

应原理，在发电机转子上安装磁铁，使得转子旋转时磁铁与定子上的