第1章
风力发电概述
全球能源转型背景 · 风力发电原理 · 水平轴与垂直轴 · 系统组成
基础概论
第2章
风资源与风特性
风的形成 · 威布尔分布 · 风切变 · 湍流强度 · 资源评估
气象数据
第3章
空气动力学基础
翼型几何 · 升力与阻力 · 贝茨极限 · BEM简介
理论翼型
第4章
风力机叶片设计
外形参数 · 翼型选择 · 扭角与弦长 · 材料结构
设计叶片
第5章
风力机气动建模
BEM详细推导 · 动量/叶素耦合 · 诱导因子 · 尾流旋转
建模BEM
第6章
气动性能计算
功率系数Cp · 推力系数Ct · 尖速比λ · 功率曲线
性能曲线
第7章
传动系统建模
齿轮箱模型 · 高/低速轴 · 传动效率 · 扭转振动
传动动力学
第8章
发电机系统建模
异步/同步发电机 · 鼠笼/绕线 · 电励磁/永磁 · 数学模型
电机建模
第9章
变流器系统建模
背靠背PWM · 机侧/网侧控制 · 直流母线电压
电力电子控制
第10章
变桨距系统建模
执行机构模型 · 伺服控制 · 角度限幅与速率限制
变桨执行器
第11章
偏航系统建模
偏航执行机构 · 控制策略 · 偏航误差 · 对风控制
偏航对风
第12章
塔筒与基础建模
集中质量/有限元 · 塔筒振动模态 · 基础载荷
结构塔筒
第13章
整机动力学建模
多体动力学 · 柔性多体 · 模态叠加 · 固有频率
动力学整机
第14章
控制系统基础
PID控制 · PI设计 · 增益调度 · 数字实现
控制基础
第15章
变桨距控制策略
恒功率/恒转速 · 最优增益调度 · 转矩协调
变桨控制策略
第16章
转矩控制策略
MPPT · 最优转矩 · 转矩-转速曲线 · 限功率
转矩MPPT
第17章
偏航控制策略
主动/被动偏航 · 风向跟踪 · 偏航误差补偿
偏航算法
第18章
并网控制策略
电网电压定向 · 有功/无功解耦 · LVRT · 电网适应性
并网LVRT
第19章
仿真工具介绍
MATLAB/Simulink · Simscape · Bladed · OpenFAST · QBlade
工具软件
第20章
MATLAB/Simulink建模基础
环境设置 · 模块库 · 子系统封装 · S函数
Simulink基础
第21章
风速模型仿真
Kaimal/von Karman谱 · 阵风 · 极端风速 · 序列生成
风速湍流
第22章
气动模型仿真
BEM模块实现 · Cp-λ查表 · 动态入流效应
气动仿真
第23章
传动链模型仿真
两/三质量块 · 齿轮箱Simulink · 扭振分析
传动链扭振
第24章
发电机与变流器仿真
PMSG · DFIG · 平均/开关模型
发电机变流器
第25章
变桨与偏航系统仿真
一阶/二阶模型 · 伺服模型 · 参数整定
变桨偏航
第26章
整机系统集成仿真
子系统集成 · 参数设置 · 工况设计
集成系统
第27章
仿真结果分析
功率曲线 · 载荷谱 · FFT · 时域响应 · 性能评估
分析后处理
第28章
控制器参数整定与优化
Ziegler-Nichols · 极点配置 · 增益调度优化
整定优化
第29章
故障工况仿真
三相短路 · 电压跌落 · 变桨/传感器故障 · 穿越
故障LVRT
第30章
课程总结与工程实践
设计流程 · 仿真工程应用 · IEC标准 · 未来趋势
总结前沿