基于MATLAB/Simulink的风力发电系统矢量控制仿真建模

资 源 简 介

本项目在MATLAB/Simulink环境下构建了并网型风力发电系统高精度仿真模型，涵盖风速模拟、风力机特性、PMSG建模、变流器矢量控制及电网接口模块，实现风机功率输出的动态优化与稳定性分析。

详 情 说 明

基于矢量控制的风力发电系统建模与仿真分析

项目介绍

本项目构建了一套完整的并网型风力发电系统仿真模型。核心在于应用矢量控制策略对永磁同步风力发电机组进行优化控制。模型涵盖了从风能捕获到电能并入电网的全过程，包括风速模拟、风力机特性、永磁同步发电机、变流器控制及电网接口等关键模块。通过该仿真平台，用户可以深入分析系统在不同风速条件下的发电特性、稳态与暂态性能，为风力发电系统的设计与控制策略优化提供有力工具。

功能特性

• 精细化建模：包含风速、风力机、永磁同步发电机、变流器及电网的完整系统模型。
• 先进控制策略：采用基于矢量控制技术，实现对发电机转矩和磁链的独立解耦控制，提升动态响应和效率。
• 最大功率点跟踪：集成MPPT算法，确保风能捕获效率最大化。
• SVPWM技术：应用空间矢量脉宽调制技术，优化变流器输出性能。
• 多场景仿真：支持恒定风速、阶跃变化风速及随机风速等多种输入场景的仿真分析。
• 全面分析输出：提供功率曲线、电气波形、控制性能指标、能量统计及稳定性分析等多种结果。

使用方法

1. 参数设置：在相应模块或脚本中设置风速数据、电网参数、风机参数和电机参数。
2. 运行仿真：执行主仿真脚本，启动仿真过程。
3. 结果分析：仿真结束后，系统会自动生成并显示各项输出结果，包括功率曲线、电气量波形、控制性能曲线及能量指标报告等。用户可根据这些结果进行系统性能分析。

系统要求

• 软件平台：MATLAB (推荐 R2016a 或更高版本) / Simulink。
• 必要工具箱：Simulink、Simscape Electrical (原名 SimPowerSystems)。
• 硬件建议：无特殊要求，但处理大规模或复杂仿真时，建议使用较高配置的计算机以提升运算速度。

文件说明

主程序文件整合了仿真的核心流程与控制逻辑。其主要功能包括：初始化系统参数与仿真环境，执行整个风力发电系统的动态仿真计算，调用并协调风速模拟、风力机、电机矢量控制、变流器及电网接口等各子模块的工作，实时计算MPPT最优转速参考值，并最终负责仿真数据的后处理与关键性能指标图表的生成与显示。