15年风力发电场建模与仿真试卷

(开卷)
说明：试卷时提交纸质版电子版纸质版手工书写电子版附相关程序（m文件模型文件）程序（包括子程序子模型文件）均需注明姓名学号

（15分）根塔影效应风速模型计算轮毂位高度时三叶片水轴风力机风轮区风速叶轮半径变化曲线求：1）绘制塔影效风速分区模型示意图2）写出分区风速计算数学模型3）编写风速计算程序4）绘制区风速叶轮半径变化曲线（轮毂高度分取）

二（15分）根已知风利系数验公式计算双馈风力发电机组风力机轴功率力矩特性绘制相应特性曲线（功率力矩国际单位制表示）求：1）写出风利系数轴功率力矩计算数学模型2）编写计算程序3）绘制桨距角风利系数叶尖速变化曲线4）绘制桨距角零时风速风力机功率叶轮角速度变化曲线时绘制风速功率曲线5）绘制桨距角零时风速风力机输出力矩叶轮角速度变化曲线时绘制风速力矩曲线计算数参考教材表71

三（30分）根刷直流电机（BLDC）工作原理写出BLDC电机电压方程转矩方程状态方程绘制等效电路根图1示控制原理框图建立基MatlabSimulink BLDC电机体模块电压逆变模块速度控制模块参考电流模块电流滞环控制模块转矩计算模块速度计算模块说明模块建立
原理建立BLDC电机整体控制模型出转速转矩定子电流反电动势仿真结果

图1 刷直流电机控制系统

四（15分）写出三相交流绕线式异步电机定子转子坐标变换（abc—>dq）数学模型应MatlabSimulink仿真模块建立应坐标变换子模型块图

五（25）图2示6台15MW双馈异步风力发电机组组成9MW风电场风电场连接着25kV分布式发电系统电通35km长电压等级25kV馈线（B25）输入120kV电网2300kV2MVA电设备样连接B25条馈线电设备包括台168MW异步电动机200kW阻性负载风力机电动机负载保护系统控制着电压电流电动机转速 500 kW 连接风电场575 V 线路利MatlabSimulink实例仿真：1）风速突然升2）25kV系统接障3）120kV系统电压突然降三种情况风力发电机组控制系统调节程三种情况电机电压电流功功率功功率总线电压风机转速变化曲线求：1）说明模块功参数设置2）说明模块调路径3）根求系统进行仿真结果进行分析说明

图2 双馈风力发电机组网运行电网简化示意图

2
1
2
2
2012
风力发电场建模仿真

风01
四
五
2

2015
06
25
（结课考试）
原理建立BLDC电机整体控制模原理建立BLDC电机整体控制模













































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