实验一：风力发电机组的建模与仿真
姓名：文福西学号：171440138 班级：0314405
一、实验目标:
1. 掌握风速模型建立实现方法；
2. 掌握风力机模型建立实现方法；
3. 掌握发电机模型建立实现方法； 二、实验内容:
在MATLAB 下的simulink 中，建立风力发电机组的仿真模型，并进行仿真研究，对仿真的结果进行分析。 三、实验原理：
本实验分四个模块分别是风速的设计，风力机模型的建立，传动系统模型的建立，发电机模型的建立。
1.风速的设计
本文不考虑风向问题，仅从其变化特点出发，着重描述其随机性和间歇性，认为其时空模型由以下四种成分构成：基本风速b V 、阵风风速g V 、渐变风速r V 和噪声风速n V 。即模拟风速的模型为：
V=b V +g V +r V +n V
2.风力机模型的建立
风力机是将风能转化为机械能的重要器件。能量的转化将导致功率的下降，它随所采用的风力机和发电机的形式而异，因此，风力机的实际风能利用系数。
风力机实际得到的有用功率为：
而风轮获得的气动转矩为：
为方便定量计算，通过有关研究资料的查找，风能利用系数的值可以近似的表示：
3.传动模型的建立
传动系统的简化运动方程为：
Jr 为风轮转动惯量，单位 kgm 2；n 为传动比；Jg 为发电机转动惯量，单位 kgm 2；
Tg 为发电机的反转矩，单位 Nm 。
4.发电机模型的建立
发电机的反扭矩方程为：
四．实验结果和分析： 1.基本风速
模型如下:
仿真的时候假设初始风速为10m/s ，那么它的仿真图为：
分析：基本风速是作用于叶轮上的一个平均风速，是不随时间的变化而变化，可以看见输出的风速也是10m/s 。 2.阵风风速
模型如下:
仿真图为：
分析：通过仿真图可以看出阵风最大风速在6m/s ，并且在3s 左右的时候开始起风，大约在9s 左右停止。
9
9.2
9.49.69.81010.2
10.410.610.8
11
3．渐变风风速 模型为：
仿真图为：
分析：可以通过仿真图清晰的可以看出风速最大值为10m/s ，在4s 时起风，在11s 时停止，并在4~7s 之间是均匀变化的。 4.模拟风速
模拟风速模型：
仿真图：
分析：将基本风，阵风，渐变风，以及噪声进行叠加就可形成自然风的模型，由图可以看出在第7秒时速度达到最大值。
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