基于MATLAB/Simulink的1.5 MW直驱永磁风力发电机建模与仿真系统

资 源 简 介

本项目通过Simulink构建完整的1.5 MW直驱永磁风力发电机模型，模拟风能捕获、机械传动、发电机特性及并网控制过程，支持多变风速下的动态响应分析，适用于风力发电系统研究和教学演示。

详 情 说 明

1.5 MW直驱永磁风力发电机建模与仿真系统

项目介绍

本项目基于MATLAB/Simulink平台，构建了一个完整的1.5 MW直驱永磁风力发电机仿真系统。该系统能够高精度模拟风力发电机从风能捕获到电能并网的全过程动态特性，适用于风力发电系统的性能分析、控制策略验证以及电网交互特性研究。模型包含了风力机、永磁同步发电机、功率变流器和电网并网控制等关键子系统，为风力发电技术的研究与教学提供了有效的仿真工具。

功能特性

• 完整系统建模：涵盖风力机气动特性、机械传动、永磁同步发电机、变流器控制及电网接口的全链条仿真。
• 多工况风速模拟：支持恒定风、阵风、渐变风等多种风速模式输入，分析系统动态响应。
• 详细电气特性输出：提供发电机输出电压、电流、有功/无功功率等关键电气参数波形。
• 机械动态监测：实时显示发电机转速、转矩及叶片桨距角等机械参数变化过程。
• 性能指标分析：计算发电效率、功率系数、容量因数等系统综合性能指标。
• 灵活参数配置：允许用户自定义风速条件、电网参数和控制策略参数。

使用方法

1. 准备工作：确保MATLAB及Simulink已正确安装，并具备必要的工具箱支持。
2. 参数设置：根据仿真需求，在主脚本中配置风速数据、电网参数、环境条件以及控制器参数。
3. 启动仿真：运行主脚本，系统将自动加载参数并启动Simulink仿真模型。
4. 结果分析：仿真完成后，系统会自动生成并显示关键性能数据曲线和指标计算结果，数据同时保存至工作空间供后续分析。

系统要求

• 软件平台：MATLAB R2018b或更高版本，Simulink仿真环境。
• 必要工具箱：Simscape Electrical（原名SimPowerSystems）工具箱。
• 硬件配置：推荐4 GB以上内存，具备运行复杂Simulink模型的计算能力。

文件说明

主脚本文件完成了仿真系统的核心配置与执行流程。它负责初始化仿真所需的各种参数，包括风力条件、发电机本体参数、电力电子变流器控制参数以及电网运行条件。在参数设定完毕后，该脚本将启动Simulink主仿真模型，并负责监控仿真运行过程。仿真结束后，它对输出数据进行采集与处理，执行关键性能指标的计算，并生成可视化的结果图表，如功率输出曲线、电气量波形和机械动态响应图，为用户提供直观的系统性能分析依据。