基于StarSimOffline的直驱风电系统实验.docx

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1、7.基于StarSimOffline的直驱风电系统实验7.1基础知识回顾直驱风电系统主要包括风力机、发电机、机侧变流器、直流电容和网侧变流器几个部分。其中风机转化的机械能会受到风能转换效率的影响，而同时风能转换效率与叶尖速比和叶片桨距角θ相关，具体如下图所示：图7-2：风能转化效率Cp特性曲线由上图可以看出，随着桨距角θ的增大，风能转换效率曲线整体降低，输出的机械能也会降低。当桨距角θ为0时，存在一个风力机最佳运行点（上图中红点所示）,拥有最优的风能转化效率。桨距角控制直驱风电系统中风力机运行在一定范围的风速下，当风速小于额定风速时，风机桨距角θ将保持为0；当风速超过了额定值时，可以控制桨距角

2、θ使输出的机械能维持在风电系统可接受的最大机械能上。7.2仿真实验仿真程序运行环境：在选用软件环境时我们选用了LabVIEW的编程环境，原因在于LabVIEW是一款工业、教学等领域应用非常广泛，基于图形化的编程语言便于理解，而且能够很方便地使用很多种类的工业级硬件平台（PXI、CompactRIO、sbRIO等等）。在选用仿真建模软件上，我们同时比较了很多软件最终选用了StarSim软件，它有几个独特的优势：既支持离线仿真也支持实时仿真；能够无缝应用NI的软硬件平台，强大的可扩展性；包含多个范例和应用，良好的展示效果。该实验的实现选用了LabVIEW与StarSim，使学生能够接触更前沿的产业

3、、工具，并且更生动的学习专业的知识。详细软件环境如下：1图像化编程仿真软件LabVIEW；2StarSim电磁暂态仿真软件。实验电路：ModelingTech针对本实验，在StarSim中搭建了如下的直驱风电系统。图7-4：直驱风电系统拓扑其中三相PI型线路可以在StarSim左侧的元件库中很方便的获取，如下图所示。实验步骤：1.在LabVIEW中可以通过函数选板的StarSim选项中载入在StarSim中已经搭建好的电路拓扑（红框所示），并且也可以调用ModelingTech在LabVIEW中为客户已经准备好的各类算法及函数（蓝框所示），进而完成整个仿真程序。1.以程序的默认值启动仿真程序，

4、在LabVIEW界面上可以得到如下的转子转速、定子dq轴电流波形、网侧电压波形，桨距角，风机流向电网功率等的显示，同时在程序前面板左侧的参数设置界面里改变仿真电路中的相关参数。图7-1：机侧网侧变流器都无控制信号图7-2：网侧变流器有控制信号机侧变流器无控制信号图7-2：机侧网侧变流器都有控制信号ModelingTech在最新发布的StarSim电磁暂态仿真程序中，已搭建好了与本实验相关的仿真程序（持续更新中），如下图所示。如果想了解仿真程序的详情，您只需在已装有LabVIEW的PC上安装试用版StarSim，就可以找到相关的范例程序。为了帮助电气工程专业的学生更好的了解电力与电力电子系统，M

5、odelingTech编写有涵盖常见电力与电力电子系统的实验文档与程序（持续更新中），目录如下：可帮助您迅速仿真并理解所需的电力与电力电子系统，相关内容详情可联系上海远宽