基于MATLAB/Simulink的直驱风力发电机多域耦合动态仿真模型

资 源 简 介

该项目利用MATLAB/Simulink构建了完整的直驱风力发电系统仿真平台，涵盖风能捕获、永磁同步发电机和电网接入等核心模块，支持不同风速工况下的动态性能分析和多物理域耦合仿真。

详 情 说 明

基于Simulink的直驱风力发电机多域耦合动态仿真模型

项目介绍

本项目构建了一个完整的直驱风力发电系统多物理域耦合动态仿真平台。采用Simulink多域系统建模技术，整合了从风能捕获到电网接入的全过程，包含四大核心模块：风轮机械系统、永磁同步发电机、变流器控制系统和电网接入单元。该平台能够模拟不同工况下的系统动态特性，为风力发电系统的设计优化、控制策略验证和性能评估提供全面的仿真支持。

功能特性

• 多域耦合仿真：实现机械、电气、控制等多物理域的协同仿真
• 动态运行分析：模拟不同风速条件下风机运行特性
• MPPT控制验证：实现最大功率点跟踪控制策略仿真验证
• 电磁性能分析：分析永磁同步发电机工作特性和电磁性能
• 电能质量评估：评估并网电能质量和谐波特性
• 故障模式分析：支持系统故障模式和容错控制策略分析
• 控制系统验证：验证变流器控制系统在不同工况下的动态响应

使用方法

1. 参数配置：根据实际系统参数配置风资源数据、风机参数、发电机参数、控制系统参数和电网条件
2. 工况设置：选择运行模式（正常/故障）和负载变化模式
3. 仿真执行：运行仿真模型，观察系统动态响应
4. 结果分析：查看输出的动态性能数据、电能质量指标和控制特性数据
5. 性能评估：基于能量效率分析和稳定性评估结果进行系统优化

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本，Simulink基础模块
• 推荐工具包：SimPowerSystems、Simscape、Control System Toolbox
• 硬件配置：至少4GB内存，推荐8GB以上；需要支持浮点运算的处理器

文件说明

主程序文件实现了整个仿真模型的统一调度与管理，包含模型参数初始化配置、核心仿真模块的调用执行、以及结果数据的后期处理与分析。具体负责风速工况的生成与输入，控制系统的参数设置，仿真过程的监控，并能够输出关键性能指标和生成综合仿真报告。该文件确保了各子系统之间的数据交互与时序同步，是完成多域耦合仿真的核心控制枢纽。