交直流混合微電網(wǎng)仿真案例目錄TOC\o"1-3"\h\u20137交直流混合微電網(wǎng)仿真案例 13701.1搭建光伏發(fā)電交直流混合微電網(wǎng)仿真 1159151.2光伏發(fā)電最大功率點跟蹤控制 1173931.3光伏發(fā)電直流系統(tǒng) 533901.3光伏發(fā)電交流系統(tǒng) 7138691.4光伏發(fā)電交直流混合微電網(wǎng)仿真結(jié)果分析 111.1搭建光伏發(fā)電交直流混合微電網(wǎng)仿真通過Matlab/Simulink中搭建光伏交直流混合微電網(wǎng)的仿真模型如圖4-1圖4-1光伏發(fā)電交直流混合微電網(wǎng)仿真設(shè)計搭建光伏發(fā)電交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電，蓄電池，用戶負載，雙向AC/DC變換器。1.2光伏發(fā)電最大功率點跟蹤控制光伏發(fā)電最大功率點跟蹤控制仿真圖4-2圖4-2光伏發(fā)電最大功率點跟蹤控制仿真圖光伏發(fā)電的輸出電壓因為其不穩(wěn)定性導(dǎo)致數(shù)值不高，想直接連接進入直流母線就需要大幅度的提高輸出功率，想要完成這一目標就需要讓光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率達到最大。這時候就用到了電導(dǎo)增量法來尋找最大功率點并將光伏發(fā)電輸出功率穩(wěn)定在這一點上。同時用電負載的需求量會不斷增高，需要光伏發(fā)電提供大量電能。電導(dǎo)增量法的控制仿真如圖4-3所示。圖4-3電導(dǎo)增量法的控制仿真(a)輸出電壓(b)輸出功率圖4-4光伏電池輸出電壓及功率圖4-4中，在標準情況下光照強度時不改變其他光照條件?？梢酝ㄟ^電導(dǎo)增量法找到光伏發(fā)電輸出功率的最大功率點，并控制其輸出功率穩(wěn)定在最大輸出功率點上持續(xù)輸出。在其他光照強度不發(fā)生改變時，只改變光照強度，假設(shè)光照強度為S:(4-1)仿真得到的輸出電壓和功率圖4-5(a)仿真輸出電壓圖(b)仿真輸出功率圖4-5光照強度改變時光伏發(fā)電的輸出電壓和輸出功率由圖4-5可知，在其他光照條件不發(fā)生改變下只有光照強度改變時，電導(dǎo)增量法還是可以快速找到最大功率點并維持住盡管出現(xiàn)了波動，但還是很快的穩(wěn)定了下來。當(dāng)其他光照條件不變時光照溫度發(fā)生改變，可以得到光伏電池的輸出電壓與功率如圖4-6所示。輸出電壓(b)輸出功率圖4-6溫度改變時光伏發(fā)電的輸出電壓和輸出功率通過驗證無當(dāng)光照強度和溫度發(fā)生變化，電導(dǎo)增量法都可以快速找到最大功率點并維持輸出功率，通過這種方法對光伏發(fā)電進行能量管理控制，從而滿足用戶負載需求。1.3光伏發(fā)電直流系統(tǒng)

圖4-7光伏發(fā)電直流系統(tǒng)仿真光伏發(fā)電交直流混合微電網(wǎng)包括光伏發(fā)電陣列直流系統(tǒng)，搭建光伏發(fā)電直流系統(tǒng)仿真如圖4-7所示。此直流系統(tǒng)依靠光伏發(fā)電進行供電，安裝蓄電池輔助供電。圖4-8光伏發(fā)電直流系統(tǒng)下垂控制光伏發(fā)電直流系統(tǒng)的下垂控制原理如圖4-8所示。通過直流雙環(huán)PI控制得到直流母線的輸出電壓和直流系統(tǒng)的輸出頻率，計算直流系統(tǒng)輸出功率。輸入PWM調(diào)制來實現(xiàn)對絕緣柵雙極型晶體管IGBT的控制?？刂葡到y(tǒng)模型如圖4-9所示。圖4-9直流雙環(huán)PI控制控制模擬器需要保證整個系統(tǒng)的安全性和可靠性，為了保護母線在系統(tǒng)工作時的安全，特意使用使用了48V額定電壓的保護系統(tǒng)安全，降壓電路模型如圖4-10所示。圖4-10抵押直流母線仿真利用降壓模式對直流系統(tǒng)進行降壓，通過計算可以得到PMW控制波占空比D=0.08。(4-2)通過光伏發(fā)電直流系統(tǒng)的升變化和降壓變化通過能量管理控制系統(tǒng)，完成整個系統(tǒng)的最大功率持續(xù)輸出，充分利用太陽能的情況下對用戶負載需求進行滿足。1.3光伏發(fā)電交流系統(tǒng)圖4-11光伏發(fā)電交流體統(tǒng)仿真光伏發(fā)電交流系統(tǒng)的下垂控制圖4-12光伏發(fā)電交流系統(tǒng)下垂控制當(dāng)UabcIabc通過abc/dq轉(zhuǎn)換，解耦成輸出電壓的有功功率P和無功功率Q之后，在進行下垂控制，得到輸出功率的頻率量sin/cos，通過下垂控制得到電壓Uref。全部通過PI控制器進行控制最后通過交流下垂控制系統(tǒng)下垂控制系統(tǒng)(c)PI控制和PWM輸出(d)PQ解耦圖4-13交流下垂控制系統(tǒng)仿真通過光伏發(fā)電的交流系統(tǒng)仿真和控制管理，使整個光伏發(fā)電交直流混合微電網(wǎng)至今的能量轉(zhuǎn)換和用戶負載供給進行了有效的控制，不會因為單一的直流系統(tǒng)或者交流系統(tǒng)的變化和輸出功率不平衡而產(chǎn)生大量的能源浪費和運行供電質(zhì)量。也是通過兩種系統(tǒng)的能量管理控制變化，讓整個交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)變得更加完整更加穩(wěn)定，可以更好的實現(xiàn)系統(tǒng)中的各種要求。1.4光伏發(fā)電交直流混合微電網(wǎng)仿真結(jié)果分析1.1.1仿真電壓結(jié)果分析交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)電壓監(jiān)控系統(tǒng)仿真如圖4-4圖4-4交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)仿真通過監(jiān)控系統(tǒng)知道整個微電網(wǎng)的電壓輸出情況，可以及時觀察到光伏發(fā)電電壓，蓄電池電壓，用電負載，以及整體電壓的變化。快速將其變化內(nèi)容傳輸?shù)侥芰抗芾硐到y(tǒng)，并通過能量管理控制系統(tǒng)及時對光伏發(fā)電輸出電壓進行控制以及對蓄電池充放電控制。(1)仿真光伏發(fā)電電壓圖4-5。其縱坐標為輸出電壓V0單位(v)，橫坐標為隨時間變化的太陽光照T圖4-5光伏發(fā)電仿真電壓通過V0(2)電力負荷仿真電壓變化曲線如圖4-6縱坐標為負載電壓V1單位(v),橫坐標為時間T1圖4-6仿真中電力負荷電壓V-T曲線圖通過曲線圖V1(3)蓄電池輸出電壓仿真曲線圖4-7其縱坐標為電壓V2單位(v)，橫坐標為時間T2圖4-7仿真中電池輸出電壓曲線圖通過V2(4)二次電源電壓曲線圖4-8。其縱坐標為電壓V3單位(v)，橫坐標為時間T圖4-9仿真中輔助電源電壓曲線圖通過二次電源電壓V3根據(jù)曲線圖4-5,4-6,4-7,4-8,4-9分析可以明顯看到各系統(tǒng)電壓在不同時間段里的變化情況，尤其是當(dāng)用戶負載需求量增加的那段時間內(nèi)，因為光伏發(fā)電的發(fā)電量總數(shù)是由限度的，所以不足以對用戶負載供電，這時在光伏發(fā)電輸出足夠時進行充電的蓄電池和二次電源快速進行供電來穩(wěn)定系統(tǒng)波動，同時當(dāng)用戶負載需求量不大時，通過對光伏發(fā)電的最大功率點追蹤控制使得