基于matlab的风力发电机组建模和仿真研究

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1、万方数据第30卷，总第17l期2012年1月，第l期《节能技术》ENERGYCONSERVA7兀ONTECHNOLOGYV01．30．Sum．No．17lJan．2012．No．1基于MATLAB的风力发电机组建模和仿真研究陈虎‘。孟克其劳2。马建光1(1．内蒙古工业大学电力学院，内蒙古呼和浩特010080；2．内蒙古工业大学信息学院，内蒙古呼和浩特010080)摘要：变桨距控制技术是风力发电机组提高对风能的利用的有效方法，由于外界环境的随机性和控制变量的多样性，风力发电系统是一个非线性的系统，其数学模型的建立和仿真是一个

2、难点。本文基于MaⅡab软件平台。采用机理建模法建立了风力发电机组的各个分系统的子模型，组合成整个机组的数学模型，并采用PID控制算法实现风力发电机组在不同风速下对风能利用的最大化，仿真结果验证了系统模型和控制算法的正确性，为风机控制的创新奠定了理论基础。关键词：风力发电机组；变桨距控制；风机建模；PID控制中图分类号：TK89：TM614文献标识码：A文章编号：1002—6339(2012)01—0024—05TheModelingandSimulationStudyofWindTurbineBasedonMATLABC

3、HENHul，MENGKeq订a02，MAJiaIl—guan91(1．CollegeofE1ectricPowerInnerMon90liaUniVersityofTechnology，InnerMongoliaPmvince，HohhotO10080，China；2．CoUegeofInfo珊ationEngineering，InnerMon90liaUniVersityofTechnolo舒，InnerMongoliaPmvince，Hohhot010080，China)Abstract：VaIiable—pitch

4、controltechnolog)ris粕efrectiVemethodtoimpmveutilizationofwindenergyUiathewindturbine．BecausetllerandomnessoftheextemalenvimnmentandthediverSityofcontmlv面ables，windpowergenerationsystemisanonline甜system，∞themodeling明dsimulationofitsma山ematicalmodelisdimcuh．Met}lodi

5、nthispaperisbasedonMATLABsoftwarepla怕n11．Itestabli·shessub—modeloftIlev撕oussubsystemsofwindturbinebyusingmechanismmode“ngmethod，tllencombinesthemintoamathematicalmodel0ftheentireunit．AndthePIDcontr_olalgori山misusedto陀·ali冼tllema】【imizeuseofthe埘ndenerg)，bywindturbi

6、nesunderdifrerentwindspeedsimulation．ResultsValidatetllecorrectIlessofsystemmodelandcontrDlaJgori山msandlayatheoreticaJfoundationfortlle胁contIDlinnovation．Keywords：windturbine；thev鲥able—pitchcontIDl；钿model；PIDcontml收稿日期20ll—07一16修订稿日期20ll—10—20基金项目：国家自然科学基金项目(N0．51

7、1670lI)；内蒙古自治区自然科学基金项目(N0．2010Ms0905)作者简介：陈虎(19黼一)，男．硕士研究生，研究方向：风力发电机组的智能控制技术。·24·O引言风力发电作为一种不竭的可再生资源，具有其它能源不可取代的优势和竞争力。风能的利用一直是世界上增长最快的能源，装机容量近年每年增长超过30％。预计到2020年全球的风力发电装机将万方数据达到12．3l亿kw，风力发电量将占全球发电量的12％[1。2】。文献[3]和文献[4]通过介绍美国政府对清洁能源产业的扶持，为我国发展清洁能源给予了政策建议。在国家政策的支

8、持下，现今我国在风电领域的开发已经取得了非常卓越的成就。风力发电控制技术是一项综合性的技术，是多个学科和多种领域相互交叉的课题∞J。其核心技术一直被国外垄断，伴随着国内1．5MW、2MW、5Mw等拥有自主知识产权的风力发电机组的问世，国内的科研院所对控制技术的研究有了更高的提升和改进。风力发电机组的变频