設計說明書-風力發(fā)電機組仿真軟件V1.0

1、風力發(fā)電機組仿真軟件v1.0 河北工業(yè)大學環(huán)境工程仿真及控制優(yōu)化軟件設計說明書版本號：v1.0河北工業(yè)大學目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc405196260 1軟件研發(fā)背景 PAGEREF _Toc405196260 h 2 HYPERLINK l _Toc405196261 2軟件簡介 PAGEREF _Toc405196261 h 2 HYPERLINK l _Toc405196262 2.1 軟件概述 PAGEREF _Toc405196262 h 2 HYPERLINK l _Toc405196263 2.2 軟件功能 PAGEREF _Toc40

2、5196263 h 2 HYPERLINK l _Toc405196264 2.3 軟件運行環(huán)境 PAGEREF _Toc405196264 h 3 HYPERLINK l _Toc405196265 3軟件基本操作過程 PAGEREF _Toc405196265 h 4 HYPERLINK l _Toc405196266 3.1風力發(fā)電機組仿真軟件的安裝 PAGEREF _Toc405196266 h 4 HYPERLINK l _Toc405196267 4 軟件的運行 PAGEREF _Toc405196267 h 4 HYPERLINK l _Toc405196268 4.1 軟件的主

3、界面 PAGEREF _Toc405196268 h 4 HYPERLINK l _Toc405196269 4.2 試驗設置界面 PAGEREF _Toc405196269 h 5 HYPERLINK l _Toc405196270 4.3安裝界面 PAGEREF _Toc405196270 h 6 HYPERLINK l _Toc405196271 4.4軟件運行中 PAGEREF _Toc405196271 h 8 1軟件研發(fā)背景能源危機和環(huán)境污染等問題嚴重，于是，風能作為安全可靠的可再生綠色能源被廣泛使用。隨著風力發(fā)電的廣泛應用，為了降低風力發(fā)電成本、提高風能利用效率，風電設備單機容量

4、越來越大，同時對整個風機系統(tǒng)的設計制造、控制系統(tǒng)設計和運行等方面都提出了較高要求。傳統(tǒng)的實物測試方法已不能滿足技術發(fā)展的需要，仿真技術由于其不受氣象條件的限制、投入低，逐漸在風力發(fā)電機組的研究和測試領域得到了越來越廣泛的應用。風力發(fā)電機組仿真軟件的開發(fā)，實現(xiàn)了對整個風力發(fā)電系統(tǒng)的模擬討論，通過對系統(tǒng)數(shù)學模型進行的計算，實時的驅(qū)動三維場景進行演示。2軟件簡介2.1 軟件概述風力發(fā)電機組仿真軟件（ 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）通過VC6.0平臺進行開發(fā)，同時調(diào)用了MATLAB中的模型文件進行計算，最后將計算結果傳輸?shù)絍ega中，實時驅(qū)動Vega中的三維模型進行演示。風力發(fā)電機組仿真軟件通過試驗前與試驗后的結果分析來驗證模型的正確性與實際可操控性，可以減少系統(tǒng)運行的風險與損失。此軟件可以將實驗過程中模型運算

6、的數(shù)據(jù)進行實時存儲，在實驗結束后，通過曲線分析軟件進行顯示分析，使實驗分析變得既直觀又便捷。2.2 軟件功能風力發(fā)電機組仿真軟件具有以下功能：1）仿真功能軟件取材于風力發(fā)電過程中的變槳距控制工段，仿真結果可以使用圖形表示。本軟件可以通過設置風力發(fā)電現(xiàn)場的風速、風向等環(huán)境因素，實現(xiàn)歲外界環(huán)境的仿真模擬。該仿真軟件可以得到的仿真結果如下：風機偏航角、葉片旋轉位置、葉片的實際槳距角、葉片的期望槳距角、葉片的變槳控制輸出、風機軸的轉角、風機軸的轉速、發(fā)電機軸的轉角、發(fā)電機軸的轉速、有功功率輸出和無功功率輸出。2）計算功能該軟件可以對風力發(fā)電機組的有功功率輸出無功功率輸出進行計算。3）教學功能該軟件可以

7、清晰的在線虛擬發(fā)電(實際發(fā)電過程仿真，即真實發(fā)電過程片段的實時、動態(tài)再現(xiàn))、風機安裝過程、仿真實驗結果等教學內(nèi)容。通過計算機再現(xiàn)實際風機發(fā)電過程的片段，使學生如同身在風電場中，并且利用計算機仿真后得到的數(shù)據(jù)進行分析。2.3 軟件運行環(huán)境風力發(fā)電機組仿真軟件運行環(huán)境如下：1）硬件環(huán)境：雙核2.0或更高的計算機系統(tǒng)；1G以上內(nèi)存儲器；2G以上的硬盤空間；VGA顯卡，256M獨顯；鼠標，鍵盤。2）軟件環(huán)境Windows XP系統(tǒng)；IE6.0瀏覽器；VC 6.0平臺；Vega軟件；MATLAB軟件。其中，VC 6.0是一套具有集成特性的開發(fā)環(huán)境，具有編譯、編輯、調(diào)試等功能。軟件中含有Windows S

8、DK的軟件開發(fā)工具，并利用C或C+語言進行編程開發(fā)（C+具有類、繼承性、封裝性、多態(tài)性的概念）。同時可以直接調(diào)用Windows API函數(shù)，并提供了MFC（微軟基礎類庫）、ATL（ActiveX模板類庫）等，幫助開發(fā)者減少了開發(fā)時間并提高工作效率。Vega是Multi Gen-Paradigm公司最主要的工業(yè)軟件環(huán)境，用于實時視覺模擬、虛擬現(xiàn)實和普通視覺應用。Vega將先進的模擬功能和易用工具相結合，對于復雜的應用，能夠提供便捷的創(chuàng)建、編輯和驅(qū)動工具。Vega能夠顯著的提高工作效率，同時大幅度的減少源代碼開發(fā)時間。MATLAB是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）的簡稱，用于算法開

9、發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境。MATLAB可以進行HYPERLINK /view/10337.htm t _blank 矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、HYPERLINK /view/14662.htm t _blank 圖像處理、HYPERLINK /view/1345304.htm t _blank 信號檢測等領域。3軟件基本操作過程介紹風力發(fā)電機組仿真軟件的基本操作過程，用戶可以根據(jù)該節(jié)的介紹完成對整個風力發(fā)電系統(tǒng)的模擬討論。3.1風力發(fā)電機組仿真軟件的安裝風力

10、發(fā)電機組仿真軟件的安裝分為以下幾個方面，即：1Vega安裝利用安裝包進行安裝。安裝好后，在paradigm的文件夾下面新建一個文件夾，并將此文件夾命名為flexlm，然后將license放在此flexlm文件夾下面。2MATLAB安裝 利用MATLAB2006安裝包進行安裝。3VC 6.0安裝利用安裝包進行安裝。安裝好后進行路徑配置。4最新的 DivX4.02 編碼軟件利用DivX4.02 編碼軟件安裝包進行安裝。4 軟件的運行軟件的運行，分為以下幾個步驟：軟件運行-加載Vega模型-設置MATLAB模型運行參數(shù)-開始-運行MATLAB模型文件- 獲取數(shù)據(jù)-將數(shù)據(jù)保存到本地文件中-并將數(shù)據(jù)傳遞

11、給Vega-驅(qū)動模型-回到運行MATLAB模型文件并繼續(xù)執(zhí)行，直到用戶點擊實驗停止命令。4.1 軟件的主界面 執(zhí)行程序“WindmillWork.exe”進入主界面，可以通過按鈕進入所有其他界面。主界面所包含的按鈕分別為：安裝，試驗設置，運行，暫停，結束，結果，退出。各按鈕功能如下：安裝 給出了風力發(fā)電機的安裝過程。試驗設置 設置風力發(fā)電風速、風向等風力發(fā)電現(xiàn)場的環(huán)境。運行 根據(jù)試驗設計開始風力發(fā)電仿真實驗，風機開始運轉，暫停 可以隨時暫停，查看實時的風車角度及各翼的角度。結束 結束仿真實驗，停止仿真。結果 得到仿真結果。退出 退出課件主界面。4.2 試驗設置界面在主界面中通過點擊按鈕“試驗設置”進入如下界面?？赏ㄟ^該界面設置風力發(fā)電的仿真步長、風速、風向、風的類別等風力發(fā)電現(xiàn)場的環(huán)境，可選默認設置，也可以根據(jù)仿真實驗要求進行設置。4.3安裝界面 點擊安裝按鈕后進入，風力發(fā)電機的安裝過程。1）風力發(fā)電機的安裝過程2）等待運行根據(jù)試驗設計開始風力發(fā)電仿真實驗，風機開始運轉，左上角顯示風機內(nèi)部運轉過程，右上角顯示風車角度及各翼的角度。4.4軟件運行中暫停狀態(tài)點擊暫停按鈕，進入暫停狀態(tài)，如下圖