MATLAB风电场动态仿真与性能分析系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，实现了风力发电机多物理场建模与风电场布局优化。系统整合气动、传动、电气及控制模块，支持尾流效应分析，为风电场性能评估与规划提供高效仿真平台。

详 情 说 明

风电场动态仿真与性能分析系统

项目介绍

本项目是一个面向风力发电领域的综合仿真与分析平台，旨在通过高保真度的多物理场建模与联合仿真技术，对单台风力发电机乃至整个风电场的动态性能进行精准模拟与深度分析。系统集成了从气动、结构、电气到控制的完整链条，支持从微观部件载荷到宏观场站并网的全方位性能评估，为风电场的优化设计、安全运行与稳定性研究提供强大的工具支持。

功能特性

1. 高保真单机建模：基于叶素动量理论建立叶片气动模型，结合多体动力学与发电机电磁暂态模型，实现对风力发电机在多种工况下的高精度动态仿真。
2. 风电场尾流效应分析：采用计算流体动力学原理简化模型，模拟风机间的尾流干扰，支持不同布局方案的优化对比，评估其对全场发电效率的影响。
3. 复杂风况模拟：可模拟稳态风、湍流风以及极端风况，分析风机在不同风资源条件下的发电性能与结构载荷。
4. 并网稳定性评估：实现电网短路等故障工况下的低电压穿越仿真，检验风电场在电网扰动期间的动态响应与稳定支撑能力。
5. 丰富的数据可视化：提供风机运行状态实时展示、风电场功率分布云图、关键参数时序曲线以及电网暂态过程波形等多种可视化输出。

使用方法

1. 准备输入文件：根据项目要求，准备相应的风机参数文件、风资源数据文件、电场配置文件及控制参数文件。
2. 配置仿真场景：在主脚本或图形界面中选择仿真目标（单机/全场）、设定风况类型、是否启用尾流计算、是否包含电网故障事件等。
3. 运行仿真：执行主程序，系统将根据配置自动调用相应模块进行联合仿真计算。
4. 查看与分析结果：仿真结束后，系统会自动生成结果数据文件，并启动可视化界面供用户浏览仿真结果，如功率曲线、载荷谱、尾流场图等。用户也可导出数据进行进一步分析。

系统要求

• 操作系统: Windows 10/11, Linux distributions (如 Ubuntu 18.04+), macOS 10.14+
• MATLAB: 版本 R2019b 或更高版本，需要安装 Simulink, Signal Processing Toolbox, Parallel Computing Toolbox（可选，用于加速大规模风场仿真）
• 硬件推荐: CPU四核或以上，内存8GB以上（大规模风场仿真建议16GB以上），独立显卡（有助于3D可视化流畅运行）

文件说明

主程序脚本作为整个仿真系统的总调度与控制核心，其功能涵盖用户交互、仿真流程组织与结果展示。它负责读取用户提供的各类输入参数与配置文件，根据所选仿真模式初始化相应的气动、结构、电气及控制模型，并驱动整个仿真时间步进的求解过程。同时，它还协调各子系统间的数据交换，最终调用后处理模块生成功率、载荷等关键性能指标，并启动图形界面以可视化形式呈现仿真结果。