風光儲并離網發電系統采用智能控制策略，融合風能、太陽能、儲能模塊及市電，有效解決新能源功率波動和間歇性問題，提升能源利用效率。本篇中我們基于 EasyGo 實時仿真器EGBox Mini，對風光儲并離網發電系統進行仿真實驗。

通過與離線實驗對比，可以看到EasyGo實時仿真設備具備良好的仿真效果，在實際科研/教學中可以替代真實設備進行風光儲并離網發電系統的仿真模擬，進一步驗證了Easygo仿真平臺的準確性與可靠性。

一、風光儲并離網發電系統

風光儲并離網發電系統是把風能、太陽能、儲能模塊和市電互補匯聚，適用于偏遠山區或用戶供電。儲能可以補充光伏、風電等新能源功率波動及間歇的問題，還可以在系統孤島運行時，起到建立交流電源、平衡功率的作用。

常見的風光儲系統系統結構如下圖所示：

由于系統中包含風光儲三種不同類型的電源，考慮系統的控制時，為提高能量的利用率，一般風機和光伏系統采用最大功率跟蹤控制，并網換流器采用定直流電壓控制或功率控制，儲能根據總功率情況決定是工作在充電還是放電狀態。

這里我們要通過控制，實現無論風機、光伏外部條件如何變化，并網換流器的送到電網的功率始終保持 40kW。

搭建包含風光儲的模型如下圖所示：

其中，風機可選擇工作在最大功率跟蹤控制還是定整流側直流電壓控制；光伏采用基于擾動觀察法的最大功率跟蹤控制，并網換流器采用定直流電壓控制，并網換流器額定電壓 40kW；儲能采用有功功率控制，功率給定值為換流器功率減去風機和光伏功率。當風機、光伏總功率大于40kW時，多余的功率給電池充電，小于40kW時，電池放電。

并網換流器部分均采用基于直流電壓外環，電網電流內環的雙閉環控制。

外環逆變側直流電壓與給直流電壓進行比較，誤差經過PI，作為內環d軸電流環參考值id_ref，id_ref與d軸電流實際值id進行比較，經過PI，得到脈沖生成信號Ud；電流環q軸參考值iq_ref與實際值iq進行比較，經過PI，得到脈沖生成信號Uq（為使并網效率最高，一般iq_ref給定為0）。

風機控制采取電壓電流雙閉環的方式控制，將風機電壓控制在 300V。

其中光伏最大功率跟蹤控制采用擾動觀察法，具體控制部分模型如下。

儲能控制策略為橫功率測試，設置一個恒定功率參考值，將該參考值與風機、光伏的能量和進行比較。

若達不到該功率，則儲能端放電，做功率補償。若超過該功率，則儲能端充電，吸收多余能量。

二、離線仿真

這里風機采用定直流電壓控制方式，風速在 0-1-2-3s 時分別為13.5-14.6-15.5-14 m/s；光伏光照在0-1-2-3s時分別為1000-1200-1400-1300 W/m2。

溫度保持 25℃ 不變，且始終工作在最大功率模式，運行模型，得到仿真結果如圖：

三、EasyGo實時仿真

EGBox Mini產品系列是基于CPU+FPGA硬件架構設計的一體式緊湊型實時仿真產品，屬于EGBox系列實時仿真器的入門級產品。其不同型號可完成硬件在環測試系統（HIL）或者快速控制原型系統（RCP）。將控制模型和拓撲模型分別通過仿真上位機部署進兩個實時仿真器（EGBox Mini），整體架構如下圖所示：

給定初始風速 13m/s，并網換流器送到電網的功率設置為40kW，溫度25℃，光照強度1000W/m2，Vdc設置為800V。

打開并網換流器開關，Vdc 被控到800V，與參考值一致。接著打開儲能、風機、光伏開關，其中光伏20kW、風電10kW以及儲能10kW總供能為40kW與設置的功率相匹配。

風機風速在 0-1-2-3s 時分別為13.5-14.6-15.5-14m/s，溫度和光照強度不變，風機功率相應發生變化；光伏光照在0-1-2-3s時分別為1000-1200-1400-1300W/m2，溫度不變，光伏功率相應發生變化。

可以觀察到：當光照強度為 1000W/m2，溫度設為25℃，并網換流器的送到電網的功率始終保持40kW，Vdc穩定控制在800V，與設定值相同；當光伏光照強度發生變化時光伏功率相應變化，當風速發生變化時，風機功率相應發生變化，實時仿真結果與離線一致。

基于EasyGo實時仿真平臺的風光儲并離網發電系統實時仿真就分享到這里了，歡迎感興趣的工程師們留言溝通。