MATLAB环境下双馈风力发电机动态建模与仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了双馈风力发电机的完整动态建模，包含发电机电气动态方程及三质量块传动系统机械模型，支持风速变化下的动态响应仿真，适用于风电系统分析与控制算法验证。

详 情 说 明

基于MATLAB的双馈风力发电机动态建模与仿真系统

项目介绍

本项目基于MATLAB/Simulink平台，构建了一套完整的双馈风力发电机（DFIG）动态建模与仿真系统。系统实现了从风能捕获、机电能量转换到电网接入的全过程动态仿真，适用于风力发电系统的理论研究、控制策略验证和暂态特性分析。通过模块化设计，用户可灵活配置风速条件、电机参数和控制策略，获得高精度的动态响应数据。

功能特性

• 完整的DFIG电气模型：采用定子/转子双回路动态方程，精确模拟发电机电磁暂态过程
• 三质量块传动系统：考虑风机叶片、齿轮箱和发电机轴系的柔性连接，模拟机械扭转振荡
• 双PWM变流器控制系统：实现转子侧变流器的解耦控制和网侧变流器的直流电压稳定控制
• 智能MPPT控制：采用最优叶尖速比跟踪算法，自动调整转速实现最大风能捕获
• 电网故障仿真：支持对称/不对称电压跌落仿真，分析低电压穿越能力
• 实时可视化界面：动态显示功率曲线、转速转矩、电压电流等关键参数波形
• 多风况模拟：支持阶跃风、渐变风、随机风等多种风速输入模式

使用方法

1. 参数配置：在参数脚本中设置发电机电气参数、机械参数和控制参数
2. 风速输入：准备风速时间序列数据文件或使用内置风模型生成风况
3. 仿真运行：执行主仿真程序启动动态仿真，可选择正常或故障运行模式
4. 结果分析：通过图形化界面查看动态响应，导出数据用于进一步分析
5. 参数优化：调整控制参数重复仿真，优化系统动态性能

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本，Simulink基础模块库
• 推荐配置：4GB以上内存，支持双精度浮点运算的处理器
• 必要工具箱：SimPowerSystems、Signal Processing Toolbox（用于高级分析）
• 操作系统：Windows 10/11、Linux或macOS（64位版本）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心仿真流程，实现了从模型初始化、参数加载到动态仿真和结果输出的完整功能。它负责协调电气模型、机械模型和控制系统的数据交换，执行机电耦合系统的数值积分运算，并生成包含功率特性、暂态响应和故障分析的综合仿真报告。通过该文件，用户可以便捷地完成不同工况下的仿真实验，获得风力发电系统的动态性能评估。