基于Simulink的风机控制系统仿真平台的设计.pdf

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1、《电气自动化)2014年第36卷第1期—新能源发电控制技术一TheNewEnergyPowerControITechnology基于Simulink的风机控制系统仿真平台的设计王思铱，赵蒙莉，陈昆明(上海电气风电设备有限公司，上海200241)摘要：为了能够更深入地了解风力发电机组控制系统，设计了一套基于Simulink的风机控制系统仿真平台。根据风力发电机组的工作原理和现场的实际运行数据，形成了控制系统的数学模型，并在此基础上通过MATLABSimulink实现了仿真平台的搭建。将仿真平台的计算结果和市面上使用最广泛的风力发电机组设计软件Bladed进行对比。结果显示两者非常接近，表明能够

2、很好的反映出风机控制系统的特性。关键词：风力发电机；控制系统；控制模型；仿真平台；MATLABSimulinkDOI：10．3969／j·issn．1000—3886．2014．01．020[中图分类号]TP271[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)01—0054—03DesignofaSimulationPlatformforWindTurbineControlSystemBasedOnSimulinkWANGsi．vi．ZHA0Meng—li．CHENKun．ming(ShanghaiElectric凡dPowerEquipmentCo．，Ltd．，Shanghai

3、200241，China)Abstract：Forthepurposeofabetterunderstandingofwindturbinecontrolsystem，aSimulink—basedsimulationplatformforwindturbinecontrolsystemisdesigned．Mathematicmodelsofthecontrolsystemarecreatedaccordingtotheworkingprinciplesandsiteoperationaldataofthewindturbineunit．Then，asimulationplatformis

4、builtupthroughMATLABSimulink．Theresultofthesimulationcalculationiscomparedwiththatof“BLaded”。amostpopularsoftwareprogramforwindturbinedesign，andthecomparisonshowsthattheyarequiteclosetoeachother．Thatindicatesthatthissimulationplatformcanwellshowthecharactersofthewindturbinecontrolsystem．Keywords：wi

5、ndturbine；controlsystem；controlmodel；simulationplatform；MATLABSimulinkU引置取能量的过程。驱动链模块主要包含了齿轮箱、发电机等主要驱动链部件。控制系统模块从其他模块获取机组仿真的数据，并通随着气候问题日益受到关注，风力发电技术作为可操作性最过执行机构调节机组的运行。下面就根据不同的模块对整个强的可再生能源技术，引起了越来越多的重视。然而和很多其他仿真平台进行介绍。产业类似，井喷式发展更加关注生产制造而相对忽略了技术发展，这也导致了目前绝大多数的核心技术还是掌握在国外厂家的I风模速块1广．1叶片模气块动r-]．}驱模动块链I

6、手中，风机控制系统就是其中之一。控制系统作为整个风力发电机组运行的大脑，优秀的控制策——厂L一r_一—广一略和控制参数能够在很大程度上降低机组的载荷，提高机组的效率和寿命。因此国外风电厂家对于控制技术都是采取封闭的措施。国内厂家也慢慢地开始开展控制系统方面的研究工作，但是图1仿真平台结构和国外厂家的差距依然非常明显。因此早日掌握风机控制技术也显得越来越迫切。而对于这点，一套能够确切反映控制系统实1．1风速模块际运行情况的仿真平台就显得尤为重要了。通过这个平台，技术风速是风力发电系统最主要的输入条件。正确的风速模型人员能够设计和优化风机的控制系统，并通过该平台了解这些设不仅能更真实的反应实际风

7、速变化情况，而且能够给整机的设计计和改动对于实际机组所产生的影响，对于掌握控制的核心技术研究提供正确的依据。而在风速中，最重要的一个模型就是有着非常重要的意义。湍流。1仿真平台结构湍流的常用模型有很多种，目前主流的载荷计算平台中，使用最多的还是Kaimal模型。参考GL和IEC的注释，Kaimal模根据风机控制系统的主要工作原理，仿真平台可以分成4型下，湍流的谱密度函数可通过公式(1)表示：个模块，其结构如图