風力發(fā)電仿真系統(tǒng)建模與開發(fā).pdf

1、隨著世界常規(guī)能源（石油、煤）的減少，人類開始大規(guī)模的嘗試新能源作為替代品，其中風能已經(jīng)取得一些成就，并開始得到推廣。我國的風能事業(yè)在近十年出現(xiàn)“爆發(fā)”式的增長，總裝機容量和新增裝機容量均處于世界前列，但與之配套的風能人才培養(yǎng)尚未跟上腳步。因此本課題通過開發(fā)風力發(fā)電仿真軟件，為培養(yǎng)風力發(fā)電方面的人才提供培訓設備。
　　 本文在提出風力發(fā)電仿真結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，著重對風輪模型和發(fā)電機模型進行介紹。在風輪模型中，探討三種不同的建模方法，并

2、給出每種建模方式的優(yōu)缺點和仿真信息流圖，同時針對風機的“自鎖”現(xiàn)象進行理論推理和仿真驗證;在發(fā)電機模型中，借助Matlab分析直接建模方法的優(yōu)缺點，針對矢量變化建模方法完成仿真信息流圖設計。
　　 以UML為工具，從功能模型、對象模型、動態(tài)模型三個方面對風力發(fā)電仿真軟件進行設計和分析。其中通過對象模型的設計，將風機拆分成模塊化進行開發(fā)，充分利用C++語言的多態(tài)性開發(fā)四種風機類型，實現(xiàn)風機的全工況仿真。最后完成的風力發(fā)電仿真軟件以

3、3D界面顯示，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)場景漫游，觀察風機內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，而且可以進行故障設置和故障修復。軟件實時與工業(yè)PLC進行數(shù)據(jù)交互，提供豐富的測量點和控制點，可以進行多種類型的實驗，全面考察使用者的控制程序。
　　 在控制驗證環(huán)節(jié)，完成風機的開機、停機和穩(wěn)態(tài)控制回路設計。通過帶有遲滯環(huán)的偏航控制器，能夠保證風能利用效率的同時減少偏航系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動，延長偏航機械結(jié)構(gòu)的壽命;針對槳距控制回路中常用的普通PID控制器，在分析其容易發(fā)生積分飽和的原因