标签：simulink 风电场 模型 风场 风机 matlab 风速 功率 工具箱
在上一篇文章中主要介绍了工具箱的下载与安装，在本篇文章中，简要介绍工具箱的使用。
想要看较为详细的介绍，
请参考《Aeolus Toolbox for Dynamics Wind Farm Model, Simulation and Control》
5. 实例仿真
在解压的文件里面，有两个上述框起来的文件，双击打开其中的一个文件。如下：
在运行这个实例的时候，我们先分析一下这个例子到底是干嘛的。以便于后期对该工具箱的使用。
在上述的模型中，共包括几个大模块：风电机组、风场控制器、风场、网络控制器、电网模型以及网络负载模型。
因为该工具箱主要是对风电场进行的仿真，所以会对一些元素事件进行限制与简化处理：
1）恒定的平均风速
整个风电场在模拟过程中，风速的平均风速一直是恒定的。
2）恒定的平均风向
风向相对与一个设计好的风电场而言是不变的。如果想要改变风向，可以重新布局风电场（相对位置，风向不变，风机位置变。）
3）二维风场
风场只在轮毂高度处产生，目前不考虑风切变和塔影效应。
4）没有偏航系统
没有偏航系统，也就是风机相对于风的角度不能改变，即认为风向不变。
1. 我们在搭建风电场的模型时需要注意什么
1）我们知道风是一种随机性的能源，我们必须能够实施模拟出风电场的流动。
比如有一排风机处在迎风面，那么风流过此排风机后，势必会对其下一排的风机产生影响。
2）模型还要包括主要的空气动力学的影响，可以使控制器管理风电场内的这些流动的资源。
比如在构造目标函数的时候可以优化最优功率与载荷影响。
2. 风电场的设计
在上面的介绍中，我们知道该模型的风电场是一个二维的风电场，并且我们能够自己布局风电机组的位置。
风速和风向是风电场输入的主要来源，所以在设计风电场时要给定好。上面的图片中，我们可以设计风机的位置，也可以修改网格的大小。
3. 风电机组
点击模块的下三角位置可以看出内部的详细模型。
该风机是一个5兆瓦的风机，可以看出风机的输出有多个，但是有三个是必要的（因为是基于载荷做的）
1）P[W] 风电机组产生的功率输出
2）CT 塔架的推力系数
3）v_nac 测量到的机舱内的风速
其余的输出是作为一些辅助的输出，在模型中并没有使用，只是为了方便讨论其它问题时方便使用。在这里简要说明：
4）w_gen 发电机的转速
5）pitch 俯仰角的传感器测量
6）M_shaft 转子轴的扭矩
7）M_tow 塔架的弯距
8）Aux 用户自定义的输出
三个输入参数：
1）P_max 来自控制器的功率参考
2）v_rot 有效风速，平均转子的风速
3）v_nac 在机舱网格点的风速
上图是风力发电机的相关参数，包括风速，转自，风机的一些信息。
上面是风力发电机组构建时的结构图。
打开风机模块，可以看出其各个模块就是所对应的结构。想要查看相应的公式推导，可查看推荐的参考论文。
4. 风场建模
该风场可以描述为两种模型，一种是没有风机的自然风场，一种是有风机的尾流影响后的风场。并且这两种模型都是假定泰勒的无粘性冰冻假说是成立的。下面具体介绍一下这两个风场模型：
4.1 自然风场
该模型在不同点的风速是由谱矩阵的方法构造的，平均风速恒定，即纵向的平均风速恒定。
根据冰冻湍流假说，我们可以只设置横向第一排的风速，就可以随机生成后排风机的风速。
4.2 尾流风场
尾流的部分在这里不再详细阐述。
5. 风场控制器
根据比例分配控制功率的分配。
6. 总结一下
调节“灯泡”也就是电网侧用户的负荷，负荷变化就会引起频率的变化。在电网测可以知道当前风电场发出的功率以及负荷功率，可以得到电网频率的变化。在电网控制器上，输入时电网的频率以及风电场预估得到的可用功率。经过计算，将参考功率传送给风电场控制器。风电场控制器经过比例分配，功率分发给每台风机。模拟的风场就是用来计算风机发出功率以及计算塔架的载荷用的。
自己可以添加示波器看功率曲线等各个信息，也可以点击那几个类似于wifi符号的标志，查看曲线信息。
标签：simulink,风电场,模型,风场,风机,matlab,风速,功率,工具箱 来源： https://blog.csdn.net/szl__lzs/article/details/121743947
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