MATLAB仿真实现基于IGWT的双PWM风力发电并网变流器控制系统

资 源 简 介

本项目运用MATLAB/Simulink构建了完整的双PWM风力发电并网系统模型，通过IGWT算法实现风机转速调节、直流母线电压稳定与网侧功率因数控制，为新能源并网研究提供高效仿真平台。

详 情 说 明

基于IGBT的双PWM风力发电并网变流器系统仿真设计

项目介绍

本项目旨在构建一个完整的风力发电并网变流器系统的仿真模型。项目通过模拟风力机特性、双PWM变流器（机侧与网侧）以及电网接口，实现了风机转速可控调节、直流母线电压稳定控制、网侧单位功率因数运行以及机侧最大功率点跟踪（MPPT）等功能。仿真是基于IGBT开关特性建模与先进的双闭环矢量控制策略进行的，可用于分析和评估系统在不同工况下的动态性能与电能质量。

功能特性

• 完整系统建模：包含风力机、永磁同步发电机、机侧PWM变流器、直流母线电容、网侧PWM变流器及电网的完整动态模型。
• 核心控制策略：

- 机侧变流器：采用最大功率点跟踪（MPPT）算法，实现风能的最大捕获。 - 网侧变流器：采用电网电压定向矢量控制，实现直流母线电压稳定与网侧单位功率因数运行。

• 全面分析能力：

- 系统在不同风速序列（如阶跃、渐变风）下的动态响应分析。 - 并网电流/电压波形、直流母线电压、发电机转速与功率等关键波形输出。 - 系统效率、功率因数计算及谐波失真（THD）分析。

使用方法

1. 参数配置：在运行主仿真脚本前，请根据实际需求修改或确认系统参数。关键参数包括风速数据、风机特性（如叶轮半径、Cp曲线）、电网条件（如电压、频率）、IGBT模块参数（如开关频率）以及控制器PI参数等。
2. 运行仿真：执行主脚本文件以启动仿真。仿真将根据设定的风速曲线和系统参数进行计算。
3. 结果分析：仿真完成后，程序会自动绘制关键变量的动态响应曲线，包括时域波形和谐波分析图，并计算性能指标（如THD、效率），结果将显示在图形界面中。

系统要求

• 软件环境：需要安装MATLAB（推荐R2016a或更高版本）及Simulink仿真环境。
• 必要工具箱：为确保所有功能正常，请确认已安装Simulink、Simscape Electrical (formerly SimPowerSystems) 工具箱。

文件说明

主仿真文件完成了整个风力发电并网系统的核心仿真流程。它首先对仿真参数进行初始化，涵盖了从风力机、发电机到变流器控制器的全部系统参数。随后，该文件调用构建好的Simulink系统模型进行动态仿真计算，模拟系统在给定风速输入下的运行过程。仿真结束后，它负责执行主要的数据后处理任务，包括绘制并显示关键的动态响应曲线（如直流母线电压、并网电流等），以及对并网侧电能质量进行谐波分析并计算总谐波畸变率等指标。