基于MATLAB的变速恒频双馈风力发电系统动态仿真平台

资 源 简 介

本项目利用MATLAB构建高性能仿真系统，模拟变速恒频双馈风力发电机在不同风速下的动态运行特性，涵盖风机建模、发电机控制及电网交互分析模块，支持MPPT策略优化。

详 情 说 明

变速恒频双馈风力发电系统动态特性仿真与分析平台

项目介绍

本仿真平台旨在构建一个高性能的变速恒频双馈风力发电机动态特性仿真系统，用于模拟不同风速条件下风力发电机组的运行特性。系统集成了风机特性建模、双馈感应发电机（DFIG）矢量控制、电网交互分析等核心模块，支持最大功率点跟踪（MPPT）策略验证、转子侧与电网侧变流器协调控制以及低电压穿越（LVRT）能力测试，为风力发电系统的设计、优化与控制策略验证提供全面、精确的仿真支持。

功能特性

• 精准的风力机建模：可根据输入的风速时序数据（实测或模型生成）计算风能捕获与机械转矩。
• 双馈感应发电机动态模型：包含详细的电机电磁暂态方程，可设定发电机各项参数。
• 先进的控制策略：

* 基于矢量控制的转子侧变流器（RSC）实现最大功率点跟踪（MPPT）和定子无功功率解耦控制。 * 电网侧变流器（GSC）维持直流母线电压稳定并控制电网侧功率因数。

• 灵活的电网交互模拟：可设置电网电压、频率等条件，并模拟电网对称故障等场景，用于低电压穿越（LVRT）分析。
• 丰富的仿真输出与分析：

* 发电机关键动态响应曲线（功率、转速、转矩）。 * 电气量波形（定转子电流、直流母线电压）。 * 变流器内部控制信号。 * 系统性能指标（效率、功率因数）统计与故障分析报告。

使用方法

1. 配置仿真参数：在主脚本或配置文件中设置或导入风速数据、发电机参数、变流器控制参数（如PI调节器增益）、电网条件以及所需的运行场景（如阶跃风速、湍流、电网故障）。
2. 运行仿真：执行主仿真脚本。系统将根据设定的参数进行动态过程计算。
3. 查看与分析结果：仿真结束后，程序会自动绘制关键变量的动态响应曲线，并生成性能分析数据。用户可据此评估系统在不同工况下的动态特性与控制性能。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB (推荐 R2018a 或更高版本)
• 必要工具箱：Simulink, MATLAB基础环境

文件说明

主程序文件整合了仿真平台的核心流程，其主要功能包括：初始化系统参数与模型结构，调用风力机、发电机、变流器及控制模块的数学模型，执行时域仿真计算以模拟系统动态响应，并对仿真结果进行后处理与可视化展示，最终输出动态曲线和性能分析报告。