基于MPC的永磁同步风力发电系统MATLAB建模与MPPT控制仿真

资 源 简 介

本项目利用MATLAB/Simulink构建永磁同步风力发电系统的完整数学模型，实现最大功率点跟踪（MPPT）控制算法，并仿真分析不同风速条件下的系统动态响应特性。适用于新能源发电系统研究与教学。

详 情 说 明

基于MPPT控制的永磁同步风力发电系统建模与仿真分析

项目介绍

本项目旨在对采用永磁同步发电机(PMSG)的风力发电系统进行完整的数学建模与仿真分析。核心研究内容为最大功率点跟踪(MPPT)控制策略的实现及其对系统发电效率与稳定性的影响评估。通过建立风机、发电机、电力电子变换器及控制系统的动态模型，模拟系统在不同风速条件下的运行特性，为风力发电系统的优化设计与控制提供理论依据与仿真工具。

功能特性

• 完整系统建模：构建包含风力机、永磁同步发电机、机侧与网侧变流器的全系统动态数学模型。
• MPPT控制算法：实现了基于扰动观察法和最优叶尖速比法的最大功率点跟踪控制，可有效提升风能捕获效率。
• 动态响应分析：支持阶跃风速与随机风速序列输入，模拟系统动态响应过程。
• 性能评估：量化分析MPPT控制的功率捕获效率、跟踪速度以及对系统稳定性的影响。
• 结果可视化：提供功率曲线、转速变化、电气波形及控制信号等多种图形的绘制功能。

使用方法

1. 参数配置：在脚本中修改风速数据、风机参数、PMSG参数及控制参数以适应不同的仿真场景。
2. 运行仿真：执行主程序启动仿真计算，系统将自动完成模型求解与数据分析。
3. 结果查看：仿真结束后，程序将自动生成并显示各特性曲线与性能指标报告。
4. 数据分析：基于输出的波形图与量化指标，评估MPPT控制策略的有效性与系统整体性能。

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本，需安装Simulink仿真环境。
• 硬件配置：建议至少4GB内存，具备运行复杂动态系统仿真所需的计算能力。

文件说明

主程序文件整合了风力发电系统的核心建模与仿真流程。其主要功能包括：初始化系统参数与运行条件，构建永磁同步发电机及其控制系统的数学模型，执行最大功率点跟踪控制算法，运行动态仿真以获取系统在不同风速激励下的响应数据，并对仿真结果进行处理与分析，最终生成功率特性、转速特性、电气波形等多种可视化图表及性能量化指标报告。