基于漂浮式海上风电场系统的浮式风力发电机matlab仿真

目录

1.课题概述

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

4.系统原理简介

5.完整工程文件

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1.课题概述

       基于漂浮式海上风电场系统的浮式风力发电机matlab仿真，通过MATLAB数值仿真对浮式风力发电机的性能做模拟与仿真。

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

版本：Matlab2022a/Matlab2024b

% 调用波浪谱计算函数，风速20m/s
[Si1, ai1, wi1] = func_offshore_wind(20);
% 调用波浪谱计算函数，风速17.5m/s
[Si2, ai2, wi1] = func_offshore_wind(17.5);
% 调用波浪谱计算函数，风速15m/s
[Si3, ai3, wi1] = func_offshore_wind(15);
% 调用波浪谱计算函数，风速12.5m/s
[Si4, ai4, wi1] = func_offshore_wind(12.5);
% 调用波浪谱计算函数，风速10m/s
[Si5, ai5, wi1] = func_offshore_wind(10);% 创建图形窗口
figure;
% 创建2行1列的子图，选择第一个子图
subplot(2, 1, 1);
% 绘制20m/s风速下的谱密度曲线（红色）
plot(wi1, Si1, 'r'); hold on
% 绘制17.5m/s风速下的谱密度曲线（品红色）
plot(wi1, Si2, 'm'); hold on
% 绘制15m/s风速下的谱密度曲线（黑色）
plot(wi1, Si3, 'k'); hold on
% 绘制12.5m/s风速下的谱密度曲线（蓝色）
plot(wi1, Si4, 'b'); hold on
% 绘制10m/s风速下的谱密度曲线（青色）
plot(wi1, Si5, 'c'); hold on
xlabel('角频率 ω (rad/s)');
ylabel('波浪谱密度 S(ω)');
legend('20m/s', '17.5m/s', '15m/s', '12.5m/s', '10m/s');% 选择第二个子图
subplot(2, 1, 2);
% 绘制20m/s风速下的振幅曲线（红色）
plot(wi1, ai1, 'r'); hold on
% 绘制17.5m/s风速下的振幅曲线（品红色）
plot(wi1, ai2, 'm'); hold on
% 绘制15m/s风速下的振幅曲线（黑色）
plot(wi1, ai3, 'k'); hold on
% 绘制12.5m/s风速下的振幅曲线（蓝色）
plot(wi1, ai4, 'b'); hold on
% 绘制10m/s风速下的振幅曲线（青色）
plot(wi1, ai5, 'c'); hold on
xlabel('角频率 ω (rad/s)');
ylabel('振幅 A(ω)');
legend('20m/s', '17.5m/s', '15m/s', '12.5m/s', '10m/s');
02_080m

4.系统原理简介

       随着全球能源转型的加速，海上风电因其资源丰富、稳定性高等优势成为可再生能源领域的重要方向。传统固定式海上风电受限于水深和海床条件，而漂浮式海上风电技术突破了这一瓶颈，能够在深远海区域（水深 30-200 米）部署风力发电机，显著拓展了风能开发空间。

浮式风力发电机系统主要由以下部分组成：

风力机本体：包括叶轮、机舱、发电机及传动系统。

浮式基础：提供浮力与稳定性，常见类型包括半潜式、spar 型、张力腿式等。

系泊系统：通过锚索将浮式基础固定于海底，承受风浪载荷。

动态电缆：连接风机与海上变电站，传输电能。

        浮式风力发电机的运动可分解为六自由度（6-DOF）运动：垂荡（Heave）、横荡（Surge）、纵荡（Sway）、横摇（Roll）、纵摇（Pitch）、艏摇（Yaw）。其动力学方程为：

浮式风力发电机的浮式基础类型包括：

半潜式：通过多个浮筒提供浮力，稳定性依赖系泊系统（如三峡引领号采用三角形半潜式平台）。

spar 型：单立柱结构，重心低，适用于深海（如 Hywind Scotland 项目）。

张力腿式：通过绷紧的锚索限制垂荡运动，适用于中等水深。

具体可参考文献《Simplified Floating Wind Turbine for Real-Time Simulation of Large-Scale Floating Offshore Wind Farms》

5.完整工程文件

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