基于MATLAB/Simulink的风力发电系统动态建模与仿真平台

资 源 简 介

本项目提供完整的Simulink风力发电系统组件库，支持风机叶片、传动系统、发电机等一体化建模。具备多风速场景仿真能力，可分析恒定风、阵风等条件下的系统动态响应，适用于新能源系统研究与教学。

详 情 说 明

基于Simulink的风力发电系统动态建模与仿真平台

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB/Simulink的风力发电系统综合仿真平台，提供从风能捕获到电能并网的全过程动态建模与仿真分析。平台集成了风力发电系统核心组件库和先进控制算法，支持多场景下的系统性能评估和故障模拟，为风力发电系统的设计、控制和优化提供强有力的仿真工具。

功能特性

1. 集成化建模环境

• 完整的风力发电系统组件库，包括风机叶片气动模型、齿轮箱传动系统、永磁同步发电机、功率转换器等标准化模块
• 模块化设计，支持用户快速搭建不同配置的风力发电系统模型

2. 多场景仿真能力

• 支持恒定风、阵风、渐变风等多种风速条件模拟
• 可导入实测风资源数据或使用内置风模型生成自定义风速序列
• 分析系统在不同风况下的动态响应特性

3. 控制系统设计

• 内置桨距角控制算法，实现功率调节和超速保护
• 集成最大功率点跟踪(MPPT)控制模块，优化风能捕获效率
• 提供PID控制器参数整定接口，支持控制策略验证

4. 性能评估功能

• 实时计算发电功率、系统效率、容量系数等关键性能指标
• 监测机械应力、传动扭矩等机械参数，评估系统可靠性
• 生成综合性能分析报告

5. 故障模拟分析

• 支持电网故障（电压跌落、频率波动等）仿真测试
• 模拟机械故障（传动系统异常、桨叶损坏等）工况
• 分析故障条件下系统的安全性和稳定性

使用方法

1. 系统配置：设置风机技术参数（叶片半径、额定功率等）、控制参数和电网条件
2. 风速设置：选择内置风模型或导入实测风速数据
3. 仿真运行：启动仿真，系统自动执行动态计算
4. 结果分析：查看动态响应曲线、性能指标数据和仿真报告
5. 参数优化：根据分析结果调整控制参数，重新仿真验证

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink基础模块库
• Simscape Power Systems（原SimPowerSystems）工具箱
• 推荐配置：4GB以上内存，支持双精度浮点运算

文件说明

主程序文件实现了仿真平台的核心调度功能，包括系统参数初始化、风速数据加载、Simulink模型调用、仿真过程控制以及结果数据的后处理与分析。该文件整合了用户界面交互与后台计算流程，负责协调各子系统模块的工作，并生成最终的仿真报告和性能评估图表。通过该文件，用户可以便捷地完成从参数配置到结果输出的完整仿真流程。