[发明专利]基于Matlab/Simulink的风光互补分布式电源系统

说明书

本发明提供了一种基于Matlab/Simulink的风光互补分布式电源系统。该系统包括风力发电模块、光伏发电模块、电路整合模块、电路控制模块和电能输出模块。风力发电模块和光伏发电模块分别与电路整合模块电连接，然后将产生的电能通过电路整合模块输送至电能输出模块；电能输出模块将电能分类分配至用电设备；电路控制模块用于对电路整合模块的电压和频率进行调控。该模型对于模拟连接到电网的混合风光发电系统有重要意义，实现了风力发电模型、光伏发电模型的互补以及能量转换和负荷输出的确定，并给出了仿真结果。

技术领域

本发明涉及发电系统控制技术领域，尤其涉及一种基于Matlab/Simulink的风光互补分布式电源系统。

背景技术

太阳能和风能是分布最广、利用率最高的可再生能源，但受季节、地理、气候等多种因素的制约，呈现出较强的不确定性。然而，二者在时间和地域上有一定的互补性，同时在储能、逆变环节均可共用，适合联合发电，实现资源互补，可以提高系统供电的可靠性，并减小对电网的冲击。与独立光伏或风电系统相比，风光互补发电系统可以获得较稳定的功率输出，提高设备利用率，降低系统造价，在保证同样供电的情况下，可以减少储能设备的配置容量。

但是风光互补发电技术一种新的能源技术，在我国发展和应用的时间都不长，所以从设计开发到实际的工程应用都还有很大的发展空间。目前国内外市场上，常见的风光互补发电系统分为两种：一种是独立风光互补发电系统，它主要是为了提高边远地区和远离电网地区人们的生产生活水平发展而来的微电网系统；另一种是风光互补发电并网系统，该系统是将发电系统转化来的电能经过相关电力设备接口，输出满足并网要求的电能，最终并网发电。

有鉴于此，有必要设计一种改进的基于Matlab/Simulink的风光互补分布式电源系统，以解决上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于Matlab/Simulink的风光互补分布式电源系统。该模型对于风光互补系统并网系统的仿真具有参考价值。实现了风力、光伏、能量转换和出力模型，并给出了仿真结果。该能源混合系统实现了提供连续的可再生能源供应。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种基于Matlab/Simulink的风光互补分布式电源系统，包括风力发电模块、光伏发电模块、电路整合模块、电路控制模块和电能输出模块；所述风力发电模块和光伏发电模块分别与所述电路整合模块电连接，然后将产生的电能通过所述电路整合模块输送至所述电能输出模块；所述电能输出模块将电能分类分配至用电设备；所述电路控制模块用于对所述电路整合模块的电压和频率进行调控。

作为本发明的进一步改进，所述风力发电模块包括风力发电模型，用于建立风力发电功率与叶片参数、气压以及风速的关系。

作为本发明的进一步改进，所述风力发电模型的函数如式(1)至(3)所示：

式中，Cp为功率系数；Cq是扭矩系数，如下式

Cq＝Cp/λ (2)

λ＝Wwt R/V (3)

式中，λ是尖端速度比，ω_wt是wt转子的速度。

作为本发明的进一步改进，所述光伏发电模块包括光伏发电模型，用于建立光伏发电功率与光信号参数的关系。

作为本发明的进一步改进，所述光伏发电模型通过等效电路实现，所述等效电路由与二极管并联的电流源组成，电流源代表由光子产生的电流，并且其输出在恒定温度和恒定入射光辐射下是恒定的。

作为本发明的进一步改进，所述光伏发电模型的输出电流根据式(4)至(6)得到：

I＝Isc-Id (4)