设计说明书-风力发电机组仿真软件V1.0

1、风力发电机组仿真软件v1.0 河北工业大学环境工程仿真及控制优化软件设计说明书版本号：v1.0河北工业大学目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc405196260 1软件研发背景 PAGEREF _Toc405196260 h 2 HYPERLINK l _Toc405196261 2软件简介 PAGEREF _Toc405196261 h 2 HYPERLINK l _Toc405196262 2.1 软件概述 PAGEREF _Toc405196262 h 2 HYPERLINK l _Toc405196263 2.2 软件功能 PAGEREF _Toc40

2、5196263 h 2 HYPERLINK l _Toc405196264 2.3 软件运行环境 PAGEREF _Toc405196264 h 3 HYPERLINK l _Toc405196265 3软件基本操作过程 PAGEREF _Toc405196265 h 4 HYPERLINK l _Toc405196266 3.1风力发电机组仿真软件的安装 PAGEREF _Toc405196266 h 4 HYPERLINK l _Toc405196267 4 软件的运行 PAGEREF _Toc405196267 h 4 HYPERLINK l _Toc405196268 4.1 软件的主

3、界面 PAGEREF _Toc405196268 h 4 HYPERLINK l _Toc405196269 4.2 试验设置界面 PAGEREF _Toc405196269 h 5 HYPERLINK l _Toc405196270 4.3安装界面 PAGEREF _Toc405196270 h 6 HYPERLINK l _Toc405196271 4.4软件运行中 PAGEREF _Toc405196271 h 8 1软件研发背景能源危机和环境污染等问题严重，于是，风能作为安全可靠的可再生绿色能源被广泛使用。随着风力发电的广泛应用，为了降低风力发电成本、提高风能利用效率，风电设备单机容量

4、越来越大，同时对整个风机系统的设计制造、控制系统设计和运行等方面都提出了较高要求。传统的实物测试方法已不能满足技术发展的需要，仿真技术由于其不受气象条件的限制、投入低，逐渐在风力发电机组的研究和测试领域得到了越来越广泛的应用。风力发电机组仿真软件的开发，实现了对整个风力发电系统的模拟讨论，通过对系统数学模型进行的计算，实时的驱动三维场景进行演示。2软件简介2.1 软件概述风力发电机组仿真软件（ HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e9%a3%8e%e5%8a%9b%e5%8f%91%e7%94%b5%e6%9c%ba%e7%bb%84&tjType=

5、sentence&style=&t=wind+turbine Wind Turbine HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e4%bb%bf%e7%9c%9f&tjType=sentence&style=&t=simulation Simulation Software）通过VC6.0平台进行开发，同时调用了MATLAB中的模型文件进行计算，最后将计算结果传输到Vega中，实时驱动Vega中的三维模型进行演示。风力发电机组仿真软件通过试验前与试验后的结果分析来验证模型的正确性与实际可操控性，可以减少系统运行的风险与损失。此软件可以将实验过程中模型运算

6、的数据进行实时存储，在实验结束后，通过曲线分析软件进行显示分析，使实验分析变得既直观又便捷。2.2 软件功能风力发电机组仿真软件具有以下功能：1）仿真功能软件取材于风力发电过程中的变桨距控制工段，仿真结果可以使用图形表示。本软件可以通过设置风力发电现场的风速、风向等环境因素，实现岁外界环境的仿真模拟。该仿真软件可以得到的仿真结果如下：风机偏航角、叶片旋转位置、叶片的实际桨距角、叶片的期望桨距角、叶片的变桨控制输出、风机轴的转角、风机轴的转速、发电机轴的转角、发电机轴的转速、有功功率输出和无功功率输出。2）计算功能该软件可以对风力发电机组的有功功率输出无功功率输出进行计算。3）教学功能该软件可以

7、清晰的在线虚拟发电(实际发电过程仿真，即真实发电过程片段的实时、动态再现)、风机安装过程、仿真实验结果等教学内容。通过计算机再现实际风机发电过程的片段，使学生如同身在风电场中，并且利用计算机仿真后得到的数据进行分析。2.3 软件运行环境风力发电机组仿真软件运行环境如下：1）硬件环境：双核2.0或更高的计算机系统；1G以上内存储器；2G以上的硬盘空间；VGA显卡，256M独显；鼠标，键盘。2）软件环境Windows XP系统；IE6.0浏览器；VC 6.0平台；Vega软件；MATLAB软件。其中，VC 6.0是一套具有集成特性的开发环境，具有编译、编辑、调试等功能。软件中含有Windows S

8、DK的软件开发工具，并利用C或C+语言进行编程开发（C+具有类、继承性、封装性、多态性的概念）。同时可以直接调用Windows API函数，并提供了MFC（微软基础类库）、ATL（ActiveX模板类库）等，帮助开发者减少了开发时间并提高工作效率。Vega是Multi Gen-Paradigm公司最主要的工业软件环境，用于实时视觉模拟、虚拟现实和普通视觉应用。Vega将先进的模拟功能和易用工具相结合，对于复杂的应用，能够提供便捷的创建、编辑和驱动工具。Vega能够显著的提高工作效率，同时大幅度的减少源代码开发时间。MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，用于算法开

9、发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。MATLAB可以进行HYPERLINK /view/10337.htm t _blank 矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、HYPERLINK /view/14662.htm t _blank 图像处理、HYPERLINK /view/1345304.htm t _blank 信号检测等领域。3软件基本操作过程介绍风力发电机组仿真软件的基本操作过程，用户可以根据该节的介绍完成对整个风力发电系统的模拟讨论。3.1风力发电机组仿真软件的安装风力

10、发电机组仿真软件的安装分为以下几个方面，即：1Vega安装利用安装包进行安装。安装好后，在paradigm的文件夹下面新建一个文件夹，并将此文件夹命名为flexlm，然后将license放在此flexlm文件夹下面。2MATLAB安装 利用MATLAB2006安装包进行安装。3VC 6.0安装利用安装包进行安装。安装好后进行路径配置。4最新的 DivX4.02 编码软件利用DivX4.02 编码软件安装包进行安装。4 软件的运行软件的运行，分为以下几个步骤：软件运行-加载Vega模型-设置MATLAB模型运行参数-开始-运行MATLAB模型文件- 获取数据-将数据保存到本地文件中-并将数据传递

11、给Vega-驱动模型-回到运行MATLAB模型文件并继续执行，直到用户点击实验停止命令。4.1 软件的主界面 执行程序“WindmillWork.exe”进入主界面，可以通过按钮进入所有其他界面。主界面所包含的按钮分别为：安装，试验设置，运行，暂停，结束，结果，退出。各按钮功能如下：安装 给出了风力发电机的安装过程。试验设置 设置风力发电风速、风向等风力发电现场的环境。运行 根据试验设计开始风力发电仿真实验，风机开始运转，暂停 可以随时暂停，查看实时的风车角度及各翼的角度。结束 结束仿真实验，停止仿真。结果 得到仿真结果。退出 退出课件主界面。4.2 试验设置界面在主界面中通过点击按钮“试验设置”进入如下界面。可通过该界面设置风力发电的仿真步长、风速、风向、风的类别等风力发电现场的环境，可选默认设置，也可以根据仿真实验要求进行设置。4.3安装界面 点击安装按钮后进入，风力发电机的安装过程。1）风力发电机的安装过程2）等待运行根据试验设计开始风力发电仿真实验，风机开始运转，左上角显示风机内部运转过程，右上角显示风车角度及各翼的角度。4.4软件运行中暂停状态点击暂停按钮，进入暂停状态，如下图