設(shè)計(jì)說明書-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真軟件V1.0

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真軟件v1.0 河北工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程仿真及控制優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)說明書版本號：v1.0河北工業(yè)大學(xué)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(yùn)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(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真軟件的安裝 PAGEREF _Toc405196266 h 4 HYPERLINK l _Toc405196267 4 軟件的運(yùn)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(yàn)設(shè)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(yùn)行中 PAGEREF _Toc405196271 h 8 1軟件研發(fā)背景能源危機(jī)和環(huán)境污染等問題嚴(yán)重，于是，風(fēng)能作為安全可靠的可再生綠色能源被廣泛使用。隨著風(fēng)力發(fā)電的廣泛應(yīng)用，為了降低風(fēng)力發(fā)電成本、提高風(fēng)能利用效率，風(fēng)電設(shè)備單機(jī)容量

4、越來越大，同時(shí)對整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行等方面都提出了較高要求。傳統(tǒng)的實(shí)物測試方法已不能滿足技術(shù)發(fā)展的需要，仿真技術(shù)由于其不受氣象條件的限制、投入低，逐漸在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研究和測試領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真軟件的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模擬討論，通過對系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的計(jì)算，實(shí)時(shí)的驅(qū)動三維場景進(jìn)行演示。2軟件簡介2.1 軟件概述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jìn)行開發(fā)，同時(shí)調(diào)用了MATLAB中的模型文件進(jìn)行計(jì)算，最后將計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)絍ega中，實(shí)時(shí)驅(qū)動Vega中的三維模型進(jìn)行演示。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真軟件通過試驗(yàn)前與試驗(yàn)后的結(jié)果分析來驗(yàn)證模型的正確性與實(shí)際可操控性，可以減少系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)與損失。此軟件可以將實(shí)驗(yàn)過程中模型運(yùn)算

6、的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過曲線分析軟件進(jìn)行顯示分析，使實(shí)驗(yàn)分析變得既直觀又便捷。2.2 軟件功能風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真軟件具有以下功能：1）仿真功能軟件取材于風(fēng)力發(fā)電過程中的變槳距控制工段，仿真結(jié)果可以使用圖形表示。本軟件可以通過設(shè)置風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場的風(fēng)速、風(fēng)向等環(huán)境因素，實(shí)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(jié)果如下：風(fēng)機(jī)偏航角、葉片旋轉(zhuǎn)位置、葉片的實(shí)際槳距角、葉片的期望槳距角、葉片的變槳控制輸出、風(fēng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)角、風(fēng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角、發(fā)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速、有功功率輸出和無功功率輸出。2）計(jì)算功能該軟件可以對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的有功功率輸出無功功率輸出進(jìn)行計(jì)算。3）教學(xué)功能該軟件可以

7、清晰的在線虛擬發(fā)電(實(shí)際發(fā)電過程仿真，即真實(shí)發(fā)電過程片段的實(shí)時(shí)、動態(tài)再現(xiàn))、風(fēng)機(jī)安裝過程、仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果等教學(xué)內(nèi)容。通過計(jì)算機(jī)再現(xiàn)實(shí)際風(fēng)機(jī)發(fā)電過程的片段，使學(xué)生如同身在風(fēng)電場中，并且利用計(jì)算機(jī)仿真后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。2.3 軟件運(yùn)行環(huán)境風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真軟件運(yùn)行環(huán)境如下：1）硬件環(huán)境：雙核2.0或更高的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；1G以上內(nèi)存儲器；2G以上的硬盤空間；VGA顯卡，256M獨(dú)顯；鼠標(biāo)，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(jìn)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(shí)可以直接調(diào)用Windows API函數(shù)，并提供了MFC（微軟基礎(chǔ)類庫）、ATL（ActiveX模板類庫）等，幫助開發(fā)者減少了開發(fā)時(shí)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(shí)時(shí)視覺模擬、虛擬現(xiàn)實(shí)和普通視覺應(yīng)用。Vega將先進(jìn)的模擬功能和易用工具相結(jié)合，對于復(fù)雜的應(yīng)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(shí)大幅度的減少源代碼開發(fā)時(shí)間。MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)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(jì)算的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。MATLAB可以進(jìn)行HYPERLINK /view/10337.htm t _blank 矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)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(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、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(lǐng)域。3軟件基本操作過程介紹風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模擬討論。3.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真軟件的安裝風(fēng)力

10、發(fā)電機(jī)組仿真軟件的安裝分為以下幾個(gè)方面，即：1Vega安裝利用安裝包進(jìn)行安裝。安裝好后，在paradigm的文件夾下面新建一個(gè)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(jìn)行安裝。3VC 6.0安裝利用安裝包進(jìn)行安裝。安裝好后進(jìn)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(jìn)行安裝。4 軟件的運(yùn)行軟件的運(yùn)行，分為以下幾個(gè)步驟：軟件運(yùn)行-加載Vega模型-設(shè)置MATLAB模型運(yùn)行參數(shù)-開始-運(yùn)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(yùn)行MATLAB模型文件并繼續(xù)執(zhí)行，直到用戶點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)停止命令。4.1 軟件的主界面 執(zhí)行程序“WindmillWork.exe”進(jìn)入主界面，可以通過按鈕進(jìn)入所有其他界面。主界面所包含的按鈕分別為：安裝，試驗(yàn)設(shè)置，運(yùn)行，暫停，結(jié)束，結(jié)果，退出。各按鈕功能如下：安裝 給出了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝過程。試驗(yàn)設(shè)置 設(shè)置風(fēng)力發(fā)電風(fēng)速、風(fēng)向等風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場的環(huán)境。運(yùn)行 根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)開始風(fēng)力發(fā)電仿真實(shí)驗(yàn)，風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，暫停 可以隨時(shí)暫停，查看實(shí)時(shí)的風(fēng)車角度及各翼的角度。結(jié)束 結(jié)束仿真實(shí)驗(yàn)，停止仿真。結(jié)果 得到仿真結(jié)果。退出 退出課件主界面。4.2 試驗(yàn)設(shè)置界面在主界面中通過點(diǎn)擊按鈕“試驗(yàn)設(shè)置”進(jìn)入如下界面。可通過該界面設(shè)置風(fēng)力發(fā)電的仿真步長、風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)的類別等風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場的環(huán)境，可選默認(rèn)設(shè)置，也可以根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行設(shè)置。4.3安裝界面 點(diǎn)擊安裝按鈕后進(jìn)入，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝過程。1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝過程2）等待運(yùn)行根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)開始風(fēng)力發(fā)電仿真實(shí)驗(yàn)，風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，左上角顯示風(fēng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)過程，右上角顯示風(fēng)車角度及各翼的角度。4.4軟件運(yùn)行中暫停狀態(tài)點(diǎn)擊暫停按鈕，進(jìn)入暫停狀態(tài)，如下圖