風(fēng)力發(fā)電仿真系統(tǒng)建模與開發(fā).pdf

1、隨著世界常規(guī)能源（石油、煤）的減少，人類開始大規(guī)模的嘗試新能源作為替代品，其中風(fēng)能已經(jīng)取得一些成就，并開始得到推廣。我國(guó)的風(fēng)能事業(yè)在近十年出現(xiàn)“爆發(fā)”式的增長(zhǎng)，總裝機(jī)容量和新增裝機(jī)容量均處于世界前列，但與之配套的風(fēng)能人才培養(yǎng)尚未跟上腳步。因此本課題通過(guò)開發(fā)風(fēng)力發(fā)電仿真軟件，為培養(yǎng)風(fēng)力發(fā)電方面的人才提供培訓(xùn)設(shè)備。
　　 本文在提出風(fēng)力發(fā)電仿真結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，著重對(duì)風(fēng)輪模型和發(fā)電機(jī)模型進(jìn)行介紹。在風(fēng)輪模型中，探討三種不同的建模方法，并

2、給出每種建模方式的優(yōu)缺點(diǎn)和仿真信息流圖，同時(shí)針對(duì)風(fēng)機(jī)的“自鎖”現(xiàn)象進(jìn)行理論推理和仿真驗(yàn)證;在發(fā)電機(jī)模型中，借助Matlab分析直接建模方法的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)矢量變化建模方法完成仿真信息流圖設(shè)計(jì)。
　　 以UML為工具，從功能模型、對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型三個(gè)方面對(duì)風(fēng)力發(fā)電仿真軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。其中通過(guò)對(duì)象模型的設(shè)計(jì)，將風(fēng)機(jī)拆分成模塊化進(jìn)行開發(fā)，充分利用C++語(yǔ)言的多態(tài)性開發(fā)四種風(fēng)機(jī)類型，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的全工況仿真。最后完成的風(fēng)力發(fā)電仿真軟件以

3、3D界面顯示，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)場(chǎng)景漫游，觀察風(fēng)機(jī)內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，而且可以進(jìn)行故障設(shè)置和故障修復(fù)。軟件實(shí)時(shí)與工業(yè)PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，提供豐富的測(cè)量點(diǎn)和控制點(diǎn)，可以進(jìn)行多種類型的實(shí)驗(yàn)，全面考察使用者的控制程序。
　　 在控制驗(yàn)證環(huán)節(jié)，完成風(fēng)機(jī)的開機(jī)、停機(jī)和穩(wěn)態(tài)控制回路設(shè)計(jì)。通過(guò)帶有遲滯環(huán)的偏航控制器，能夠保證風(fēng)能利用效率的同時(shí)減少偏航系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，延長(zhǎng)偏航機(jī)械結(jié)構(gòu)的壽命;針對(duì)槳距控制回路中常用的普通PID控制器，在分析其容易發(fā)生積分飽和的原因