四种风的程序设置

1、阵风
clear all;
clc;
figure(2);
V1=3;Vgmax=12;T1=0.5;Tg=4; %Vgmax:阵风最大值(m/s) T1：阵风的启动时间Tg:阵风的周期
t=0:0.1:5;
y=0.*(t<T1)+((Vgmax/2)*(1-cos(2*pi*(t-T1)/Tg))).*(t<=(T1+Tg)&t>=T1)+0.*(t>T1+Tg);
plot(t,y);
title('2、阵风模型');
xlabel('时间/s');
ylabel('风速/(m/s)');
2、渐变风
模型程序：
clear all;
clc;
figure(3);
T=2;T11=0.5;T22=1;Vcmax=3;%T:阶跃风的保持时间（s）T11:阶跃风开始变化的时间(s)
%T22:阶跃风结束的时间(s) Vcmax:阶跃风的最大值(m/s)
t=0:0.1:5;
y=0.*(t<T11)+(Vcmax*((t-T11)/(T22-T11))).*(t<=T22&t>=T11)+Vcmax.*(t>T22&t<=(T22+T))+0.*(t>T 22+T);
axis equal;
plot(t,y);
title('3、阶跃风模型');
xlabel('时间/s');
ylabel('风速/(m/s)');
内容3：利用Matlab/Simulink软件建立两质量块的风轮模型并给出仿真波形；（20分）
风机的机械传动部分是指从叶片到发电机转轴这一部分，它将风能转化为机械能，再通过轮毂、联轴器和齿轮箱将能量传递至发电机，其示意图如图6所示。

图6 风力发电机组传动
考虑轮毂和发电机之间低速传动轴的柔性，本文将风力机叶片和轮毂等效成一个质量块，齿轮箱和发电机转子等效为一个质量块．等效两个质量块的风力机传动链模型示意图如图所示。

传动系统两质量传动链等效模型动态方程：
)(1wtr
d θθ-++=''Ω''Ω
'
''
wtr se wtr e wtr
wtr k D J T dt
（14）
)()(-d gen
θθ''Ω'Ω'Ω'
-+-+=wtr gen se wtr gen e gen
gen k D J T
dt
（15） Ω''=wtr
wtr dt
θd （16）
Ω
'=
gen
gen dt
θd （17）
等效刚度：
k
k
k k gen
gear
wtr se
11
12+
=
'
（18）
等效制动惯量：
J k
J wtr gear
⨯='
2wtr
1
（19）
式中：
θ
n
ge 转子角度位移
Ωwtr 风轮机械角速度 θwtr 风轮角度位移 k swtr 风轮刚度系数 k gen 转子刚度系数
两质量块模型：
图7 两质量块模型
采用一质量块传动系统对传动模型建模,其Simulink 模型如图8所示,输入的参数为风力机的机械转矩T_wt 和发电机的转矩T_em ,输出为风力机的转速omg_wt 和发电机的转速omg_em 。

图8 Simulink模型。