小型风光互补发电系统集成控制

可再生能源发电中的风力发电和太阳能发电受到了人们的广泛关注,而独立运行的风电系统或光伏系统都有其自身的局限性,本文选择了结合风力发电和光伏发电优点的风光互补发电系统作为研究对象,通过研究其集成控制策略,以期实现系统优化及可靠运行。 本文首先介绍了课题研究的背景、目的和意义,综述了风光互补发电系统国内外的研究现状和发展趋势;阐述了小型风光互补发电系统的组成及工作原理;论述了风力发电机、光伏阵列、蓄电池及控制器等系统各组成部分的运行原理,并建立了相应的数学模型。 其次,通过对选定地点风力资源、太阳能资源以及负载情况数据的整理分析,在保证负载用电需求的条件下,实现风力机、光伏阵列和蓄电池的合理匹配。在分析系统能量流动关系和系统工况的基础上,给出了包括最大功率跟踪控制、负载跟踪控制、蓄电池充放电控制以及运行保护控制的集成控制策略,有利于提高风光互补发电系统的可靠性及实现系统的优化运行。 最后,建立了风力发电子系统和光伏发电子系统各部分及风光互补发电系统的仿真模型,对集成控制策略中的最大功率跟踪控制,负载跟踪控制进行仿真研究。结果表明,最大功率跟踪控制可以实现风力发电子系统和光伏发电子系统的最大功率跟踪,负载跟踪控制根据太阳能和负载的变化,调节太阳能的输出功率来平衡负载需求。仿真结果初步验证了系统集成控制策略的正确性和可行性。