基于StarSimOffline的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn).docx

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1、7.基于StarSimOffline的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)7.1基礎(chǔ)知識回顧直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)主要包括風(fēng)力機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、直流電容和網(wǎng)側(cè)變流器幾個部分。其中風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)化的機(jī)械能會受到風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率的影響，而同時風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率與葉尖速比和葉片槳距角θ相關(guān)，具體如下圖所示：圖7-2：風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率Cp特性曲線由上圖可以看出，隨著槳距角θ的增大，風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率曲線整體降低，輸出的機(jī)械能也會降低。當(dāng)槳距角θ為0時，存在一個風(fēng)力機(jī)最佳運(yùn)行點(diǎn)（上圖中紅點(diǎn)所示）,擁有最優(yōu)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率。槳距角控制直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)中風(fēng)力機(jī)運(yùn)行在一定范圍的風(fēng)速下，當(dāng)風(fēng)速小于額定風(fēng)速時，風(fēng)機(jī)槳距角θ將保持為0；當(dāng)風(fēng)速超過了額定值時，可以控制槳距角

2、θ使輸出的機(jī)械能維持在風(fēng)電系統(tǒng)可接受的最大機(jī)械能上。7.2仿真實(shí)驗(yàn)仿真程序運(yùn)行環(huán)境：在選用軟件環(huán)境時我們選用了LabVIEW的編程環(huán)境，原因在于LabVIEW是一款工業(yè)、教學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，基于圖形化的編程語言便于理解，而且能夠很方便地使用很多種類的工業(yè)級硬件平臺（PXI、CompactRIO、sbRIO等等）。在選用仿真建模軟件上，我們同時比較了很多軟件最終選用了StarSim軟件，它有幾個獨(dú)特的優(yōu)勢：既支持離線仿真也支持實(shí)時仿真；能夠無縫應(yīng)用NI的軟硬件平臺，強(qiáng)大的可擴(kuò)展性；包含多個范例和應(yīng)用，良好的展示效果。該實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)選用了LabVIEW與StarSim，使學(xué)生能夠接觸更前沿的產(chǎn)業(yè)

3、、工具，并且更生動的學(xué)習(xí)專業(yè)的知識。詳細(xì)軟件環(huán)境如下：1圖像化編程仿真軟件LabVIEW；2StarSim電磁暫態(tài)仿真軟件。實(shí)驗(yàn)電路：ModelingTech針對本實(shí)驗(yàn)，在StarSim中搭建了如下的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)。圖7-4：直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)拓?fù)淦渲腥郟I型線路可以在StarSim左側(cè)的元件庫中很方便的獲取，如下圖所示。實(shí)驗(yàn)步驟：1.在LabVIEW中可以通過函數(shù)選板的StarSim選項(xiàng)中載入在StarSim中已經(jīng)搭建好的電路拓?fù)洌t框所示），并且也可以調(diào)用ModelingTech在LabVIEW中為客戶已經(jīng)準(zhǔn)備好的各類算法及函數(shù)（藍(lán)框所示），進(jìn)而完成整個仿真程序。1.以程序的默認(rèn)值啟動仿真程序，

4、在LabVIEW界面上可以得到如下的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、定子dq軸電流波形、網(wǎng)側(cè)電壓波形，槳距角，風(fēng)機(jī)流向電網(wǎng)功率等的顯示，同時在程序前面板左側(cè)的參數(shù)設(shè)置界面里改變仿真電路中的相關(guān)參數(shù)。圖7-1：機(jī)側(cè)網(wǎng)側(cè)變流器都無控制信號圖7-2：網(wǎng)側(cè)變流器有控制信號機(jī)側(cè)變流器無控制信號圖7-2：機(jī)側(cè)網(wǎng)側(cè)變流器都有控制信號ModelingTech在最新發(fā)布的StarSim電磁暫態(tài)仿真程序中，已搭建好了與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的仿真程序（持續(xù)更新中），如下圖所示。如果想了解仿真程序的詳情，您只需在已裝有LabVIEW的PC上安裝試用版StarSim，就可以找到相關(guān)的范例程序。為了幫助電氣工程專業(yè)的學(xué)生更好的了解電力與電力電子系統(tǒng)，M

5、odelingTech編寫有涵蓋常見電力與電力電子系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)文檔與程序（持續(xù)更新中），目錄如下：可幫助您迅速仿真并理解所需的電力與電力電子系統(tǒng)，相關(guān)內(nèi)容詳情可聯(lián)系上海遠(yuǎn)寬