MATLAB仿真模型：风光储并网系统与储能控制策略

资源摘要信息: "风光储并网系统" 是一个复杂的能源系统，它集成了光伏发电、风力发电以及储能装置，并通过电网进行电能的分配和调节。在该系统中，利用 MATLAB Simulink 工具可以建立模拟模型，以实现对风光储并网系统的仿真和分析。该模拟模型适用于MATLAB的两个版本：2018a和2021a。在系统中，光伏和风电作为主要的可再生能源输入源，采用扰动观察法的最大功率点跟踪技术（Perturb and Observe, P&O）来确保系统能够从风力和太阳能中获取最大的能量输出。此外，蓄电池作为储能装置，通过双向DC-DC变换器实现能量的存储和释放，采用双闭环控制策略，即电压环和电流环控制，并且在这两个控制环中都使用了比例-积分（Proportional-Integral, PI）调节器。在并网控制方面，采用了 P Q控制策略，旨在实现电网或储能装置按照控制系统的指令输出预定的有功功率和无功功率，以保证电网的稳定性和电能质量。 详细知识点如下： 1. 光伏和风电： 光伏发电利用太阳能板将太阳能转换为电能，而风力发电则是将风能转换成电能。这两种技术是并网系统中可再生能源发电的关键组成部分。为了提高发电效率，通常在这两种发电系统中实施最大功率点跟踪（MPPT）技术，即在不同的环境条件下，寻找可以使系统输出功率最大的工作点。 2. 扰动观察法最大功率跟踪： 在风光储并网系统中，扰动观察法（P&O）是一种常用的MPPT算法。该方法通过周期性地对工作点进行微小的扰动，并观察输出功率的变化，根据功率变化趋势调整工作点，最终锁定到最大功率点。虽然P&O方法简单易实现，但其会在最大功率点附近产生振荡，且在快速变化的环境条件下可能会出现跟踪误差。 3. 蓄电池的双向DC-DC变换器控制： 蓄电池在风光储并网系统中充当能量缓冲和调节的角色。通过双向DC-DC变换器实现蓄电池的充电和放电。变换器的控制策略一般采用双闭环控制，即内环控制电流，外环控制电压，确保充电或放电过程的稳定性和效率。电流环和电压环通常都采用PI控制器，PI控制器简单可靠，能够满足对稳态和动态性能的要求。 4. 并网控制策略： 并网控制是风光储并网系统与公共电网进行互动的关键环节。P Q控制策略是一种直接控制技术，它根据系统的控制指令，调节并网逆变器的输出，使得系统的有功功率和无功功率输出能够跟随指令值的变化。这种控制策略有助于维持电网的频率和电压稳定，并且能够支持电网的负荷调节和电能质量的优化。 5. MATLAB Simulink仿真模型： MATLAB Simulink是一款强大的仿真软件，广泛应用于工程和科学计算领域。通过Simulink可以建立风光储并网系统的仿真模型，模拟系统的动态行为，进行参数优化和性能评估。在2018a和2021a版本中，Simulink均提供了对这类复杂能源系统的建模与仿真的支持，帮助工程师和研究人员分析系统的整体性能和研究控制策略。 综上所述，风光储并网系统是一个集多种技术与控制策略于一体的综合性能源系统。通过使用MATLAB Simulink进行仿真，可以有效地研究和优化这类系统的性能，为实际的工程应用提供理论和技术支持。