基于MATLAB的风力机动态特性建模与功率曲线仿真系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB开发高精度风力发电机仿真模型，通过气动特性分析与动态建模技术模拟叶轮转矩、传动系统响应及功率输出。支持参数化建模与多机型性能对比，适用于风速变化场景下的动态性能研究。

详 情 说 明

风力机动态特性建模与功率曲线仿真系统

项目介绍

本项目基于气动特性分析和动态建模技术，构建高精度的风力发电机仿真模型。系统能够模拟不同风速条件下的叶轮转矩特性、传动系统动态响应以及发电功率输出，通过参数化建模方法实现不同类型风力机的性能对比分析。模型包含叶片气动特性计算、传动系统惯性模拟以及发电机功率转换模块，可精确反映实际风力发电机的非线性运行特性。

功能特性

• 高精度气动建模：基于叶素动量理论（BEM）实现叶片气动特性计算
• 动态传动系统仿真：采用多质量块机械模型模拟传动系统动态响应
• 智能功率曲线拟合：基于自适应参数优化算法生成功率特性曲线
• 多工况性能分析：支持动态风速输入下的功率曲线绘制和效率评估
• 参数化对比分析：可实现不同类型风力机的性能对比分析

使用方法

1. 配置输入参数：

- 风速数据：设置时间序列风速（恒定或动态风况） - 风机参数：输入叶片半径、桨距角、额定功率等关键参数 - 环境参数：设定空气密度、温度等环境条件 - 控制参数：配置桨距控制策略和转速限值

1. 运行仿真系统：

- 执行主程序启动仿真计算 - 系统自动进行气动特性分析、动态响应模拟和功率计算

1. 获取输出结果：

- 功率特性曲线图（包含切入、额定、切出风速标记） - 动态响应数据（叶轮转速、发电机转矩、实时功率） - 性能指标（风能利用系数Cp曲线、年发电量估算） - 仿真分析报告（不同工况下的效率分析表格）

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 至少4GB内存（推荐8GB以上）
• 支持的操作系统：Windows 10/11，Linux，macOS

文件说明

主程序文件整合了系统的核心仿真流程，实现了风力机从气动特性计算到功率输出的完整建模过程。具体包含风速数据读取与预处理、叶轮气动性能分析、传动系统动态响应计算、发电机功率特性模拟以及结果可视化输出等功能模块。通过协调各子系统的工作，完成风力发电机的全工况性能仿真分析。