基于Matlab_Simulink直驱式永磁风力发电系统的建模与仿真

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1、农业网络信息·研究与开发·2011年第2期AGRICULTURENETWORKINFORMATION基于Matlab/Simulink直驱式永磁风力发电系统的建模与仿真赵立邺，孟镇（沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳110161）摘要：直驱式风力发电系统不需要电励磁、噪声小、维护费用低、控制简单，在风力发电系统中越来越受到欢迎。在Matlab/Simulink环境下，建立了直驱式永磁同步发电机的风力发电系统仿真模型，模型通过对风速、风力机、永磁同步发电机、全功率变流器进行理论分析实现模型搭建，

2、最终建成整个风力发电系统模型。仿真结果表明，系统能够在不同风速下稳定运行，最终输出的电压波形近似正弦，谐波含量小。关键词：直驱；永磁同步发电机；Matlab/Simulink；仿真中图分类号：TM315文献标识码：A文章编码：1672－6251（2011）02－0030－03ModelingandSimulationofDirect-driverPermanentWindPowerSystemBasedonMatlab/SimulinkZHAOLiye,MENGZhen(Informationa

3、ndElectricEngineeringCollegeofShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang110161)Abstract:Direct-drivewindpowergenerationsystemsbecomepopularwiththeadvantagesofwithouttheneedforelectricityexcitation,lownoise,lowmaintenancecosts,simplecontrol,etc.BasedonMa

4、tlab/Simulink,thewindpowersystemsimulationmodelwithDirect-drivepermanentmagnetsynchronousgeneratorwasestablishedinthispaper.Inthemodelofwindpowergenerationsystem,bytheanalysisofthewindspeed,windturbinesandpermanentmagnetsynchronousgenerator,thewholep

5、owerconverters,thewindpowergenerationsystemmodelwasdeveloped.Simulationresultsshowedthatthesystemcanruninthestablewayunderdifferentwindspeeds,andthefinaloutputvoltagewaveformwasapproximatetosinewithsmallharmoniccontent.Keywords:direct-drive;permanent

6、magnetsynchronousgenerator;Matlab/Simulink;simulation风能作为一种无污染、可持续发展的能源越来越1永磁风力发电系统数学模型受到人类的重视。风力发电作为一种风能的主要利用永磁风力发电系统数学模型包括风速、风力机和形式正以前所未有的速度发展，风力发电代替传统能永磁同步发电机和全功率变流器四部分。源发电的比例正逐步上升，并在电力系统受越来越受1.1风速模型[1-2]到欢迎和重视。大型永磁同步风力发电机组具有直为了精确地描述风能随机性和间歇性的特点，风

7、[6-7]接驱动、结构简单、效率高等优点，已成为目前兆瓦速变化通常包括以下四种模拟形式。级大型风电场所采用的主流风电机组。由于风电机组（1）基本风：在风力机正常运行中一直存在，描有功出力随着风速的变化而改变，永磁同步风电机组述风电场平均风速的变化。发出频率和电压均变化的交流电，需要通过变流装置[3-4]才能并网运行。以永磁式风力发电机的风力发电系（2）阵风：描述风速突然变化的特性，通常用来统作为研究对象，通过Matlab/Simulink对风速、风力分析风电系统对电网电压波动的影响。机、永磁同步

8、发电机、全功率变流器进行建模和仿[5]真，从而最终得到符合并网条件的电压波形。作者简介：赵立邺(1985-)，男，硕士，研究方向：风电建模、风电并网。收稿日期：2011-01-06—30—《农业网络信息》2011年第2期研究与开发其中，。1.4全功率变流器模型（3）渐变风：描述风速渐变的特性。永磁同步发电机的有功出力需要通过变流器处理后才能达到并网运行的要求。采用交-直-交双PWM背靠背变流器的原因在于它具有良好的传输特性、功率因数高、网测电流谐波小等特点。发电机侧PWM变流器通过调节定子侧的d