主要内容

风力涡轮机

这个示例使用:

开放模式

这个例子展示了如何建模、参数化和测试一个风力涡轮机监察,螺旋角,MPPT(最大功率点跟踪),和降负荷控制。情节函数运行时,它会生成一个状态转换的阴谋,规范化的物理量,如风速、风力发电机转速,发电机功率和螺旋角。

模型

下面的图显示了模型的风力涡轮机。机械和电气领域每个需要解决自己的配置块。

监控子系统

这个子系统演示了如何风力发电机状态机模型。涡轮状态机定义了四个风力涡轮机。

公园制动模式:这是风力发电机的输入模式操作。风力涡轮机进入公园时制动模式从音高制动模式下的涡轮转子速度是容许极限安全操作。在这种模式下,发电机跳闸状态,液压公园刹车订婚了,和风力涡轮机转子叶片为气动刹车制动角。液压制动是风力涡轮机二级制动的方法。

启动模式:风力涡轮机进入启动模式从公园风速时制动模式下安全运行的容许极限。风力涡轮机进入这种模式从球场制动模式,当风速和涡轮速度在允许的极限。在这种模式下,发电机跳闸状态,公园液压制动释放,风力涡轮机转子叶片是面向最低实现最大的涡轮机转子角加速度。

生成模式:风力涡轮机进入生成模式的启动模式当风力涡轮机转子转速高于涡轮削减速度。在这种模式下,发电机连接到变压器、液压公园制动释放,风力涡轮机转子叶片上达到最优发电根据操作条件。

球场制动模式:风力涡轮机进入球场时制动模式的生成模式下风速和发电机转速不容许极限。风力涡轮机进入球场时制动模式的启动模式下的风速不容许极限。在这种模式下,发电机连接到变压器消耗动能在转子叶片,公园液压制动释放,风力涡轮机转子叶片是面向空气动力制动的制动角。气动刹车制动的主要方法为风力涡轮机。

音调控制器子系统

这个子系统模型演示了如何螺旋角控制器的风力涡轮机。

公园制动器和制动模式:螺旋角设置为95度的空气动力制动在这些模式。

启动模式:1度的螺旋角设置在该模式实现的最大加速度。

生成模式:螺旋角设置为实现最优发电根据操作条件。

1。螺旋角保持在最低额定风速设置在1度。这种控制行为同步翻译与风力涡轮机的MPPT功率控制。

2。螺旋角的变化,当风速高于额定风速与风力发电机的同步降负荷功率控制。

电源控制器子系统

这个子系统模型演示了如何电力需求和发电机输入速度参考最优转矩加载的风力涡轮发电机。

MPPT控制:这种模式是活跃的额定风速。电力需求和发电机参考速度是根据风力涡轮机动力性能曲线特征。

降额控制:这种模式是活性高于额定风速。电力需求和发电机参考速度保持不变的基础上,风力涡轮机的评级。

限制器函数的电力需求:这个函数限制了电力需求根据风力发电机的操作方式。

限幅函数参考速度:这个函数极限速度参考根据风力发电机的操作方式。

风力发电机子系统

这个子系统模型演示了如何风力涡轮机。

转子中心:水平轴风力发电机的转子建模使用Simscape™动力传动系统™风力涡轮机。在这一块,机械功率从风,P,计算

$ $ P = 1/2 *ρ* Ar * vWind ^ 3 * cp(音高,λ)$ $

在那里,

  1. ρ是空气密度

  2. 基于“增大化现实”技术转子叶片的面积吗

  3. vWind是风的速度

  4. cp是功率系数λ的函数和音高。

  5. λ的比例是转子叶尖速度和风速,它也被称为尖端速度比TSR

  6. 球场转子叶片螺距角吗

飞机的引擎机舱:这个子系统模型演示了如何发动机舱的风力涡轮机组件。

刹车:这个子系统模型演示了如何在发动机舱刹车。液压刹车风力涡轮机是一个二级制动的方法。刹车是当风力涡轮机速度低于停车制动速度在风力涡轮机公园制动模式下或在风力发电机的维护操作。如果它们被应用在停车制动速度、刹车可以烧坏或发动机舱着火由于过度摩擦热的一代。

齿轮传动链:这个子系统模型演示了如何发动机舱的轮系。一个行星齿轮火车代表了轮系系统功率损耗。轮系有助于高功率损失的风力涡轮机操作。

集中发电机:这个子系统演示了如何在发动机舱模型生成器。这是一个简化的模型生成器提高仿真速度。

风力涡轮机的大时间常数和慢反应比传统双馈感应发电机(DFIG)系统。模拟风力涡轮机控制,您必须运行仿真时间。

闭环DFIG系统速度比风力发电机控制系统如音调控制。因此,低忠诚集中DFIG发电机系统是提高模拟速度和实际提供的灵活性。风力涡轮机系统的集中发电机系统集成了模拟控制算法的不同方面。

集中发电机模型跟踪电网电压和相位角的公共连接点(PCC)使用锁相环(PLL)。提高仿真速度,快速锁相环模型使用栅极电压过零检测。集中发生器使用获得的栅极电压和相位锁相环,实现了功率流方程与发电机集总漏电感和电阻。集中生成器模型需要真正的力量(P),无功功率(Q)和参考发生器轴转速作为输入。

在风力发电机系统,集中发电机模型得到了权力参考和近似速度参考输入从风力发电机功率控制系统。根据参考输入,发电机负载扭矩适用于风力涡轮机轴和电网的电力供应。

$ $ 3 v_g我^ * _g = P + J $ $

$ $ ^ * _{通用}= \压裂{2 (P + J)} {3 V_{通用}}$ $

$ $ V_g = V_{通用}\角{0}^ $ $

$ $ V_ {ig} = V_{通用}+ jX_L I_{通用}+ R I_{通用}= V_ {igm} \ \角φ$ $

$ $ V_ {iga} (t) = V_ {igm}罪(\ \φωt +) $ $

游戏内$ $ V_ {} (t) = V_ {igm}罪(\ \φ- 120 ^ωt + o) $ $

$ $ V_ {igc} (t) = V_ {igm}罪(\ \φ- 240 ^ωt + o) $ $

在那里,

  1. V_g美元美元在PCC是网格rms相电压吗

  2. I_g美元美元在PCC是网格rms相电流吗

  3. $ $ V_{通用}$ $在PCC是电网相电压峰值

  4. $ $ I_{通用}$ $在PCC是电网峰值阶段电流吗

  5. $ $ V_ {igm} $ $是发电机诱导相电压峰值

  6. $ $ V_ {ig} $ $发电机诱导相电压吗

  7. X_L美元美元是集总漏电抗的感应发电机定子(关于)

  8. $ $ $ $是集总电阻感应发电机定子(关于)

  9. $ $ \ωt $ $瞬时栅极电压的角度吗

在这里,$ $ V_{通用}$ $和$ $ \ωt $ $从锁相环得到。

集中发电系统模型块应该只在固定的频率,使用正弦,平衡三相电网连接系统。这个模型不适合瞬态电刺激等故障度过和电网频率变化模拟。

电网和变压器子系统

这个子系统演示了如何模型网格和变压器。添加了寄生电导增加仿真速度。

仿真结果从范围

这图显示了监控状态,涡轮叶片螺距角,发电机功率和风速。

仿真结果从Simscape日志记录

这个模型生成状态转换的情节,规范化的物理量,如风速、风力发电机转速,发电机功率和螺旋角。