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【思考】風光互補新能源發電系統的設計與實現

2015-11-09 來源:《風能》 瀏覽數:548


  試驗測試
  選擇在福建東門嶼為試驗場地,對系統各部分進行性能測試。現場采用3臺5kW風電機組、5kW光伏電池作為發電設備,8塊12V200Ah的鉛酸蓄電池作為儲能設備。風光互補新能源發電系統測試參數設置情況,如表2所示。
  當風電機組、光伏同時輸入時,輸出電壓在128V—133V波動,光伏側電壓波動,風電機組側電壓一直在卸荷電壓與工作電壓之間波動。
  試驗結果分析:
  風電機組、光伏兩路同時輸入時,輸出電壓均可穩定在120V—140V,蓄電池充電電流趨勢是逐漸減小,說明蓄電池電量逐漸充滿,在這個過程中控制器始終處于輸入功率大于輸出功率狀態,所以風電機組側電壓一直在卸荷電壓和工作電壓之間波動,光伏側電壓也是如此;風電機組最大功率跟蹤控制算法作用良好,卸荷保護功能測試可實現當檢測到風電機組電壓大于設定值Ui時,以PWM方式開啟卸荷器,保證風電機組輸出電壓在安全值以下,可有效地保護風電機組,防止飛車;光伏MPPT算法在光伏組件接入系統后,快速將光伏端電壓降低,并電壓隨輸入電流的增大,繼續降低靠近最大功率點電壓值;蓄電池端電壓始終保持在輸出范圍內,輸出電流隨占空比變換而正常波動。通過試驗測試證明控制器軟硬件設計合理,實現了對風光互補發電系統及對蓄電池充電的有效控制。
  結論
  本項目設計了一種風光互補新能源發電系統,完成了控制器主功率回路及各子模塊的研制和開發,控制器中風力發電和光伏發電的硬件電路相互獨立,并根據實際情況,對風電機組發電和光伏發電最大功率跟蹤控制策略、蓄電池的充電控制策略進行了改進,考慮到蓄電池的使用壽命問題,即優化了蓄電池的充電控制方法又實現了自然能源的最大程度利用,經過現場測試驗證了風光互補新能源發電系統軟硬件設計的合理性和可靠性,結果表明了該系統具有較寬的輸入電壓、電流范圍和自動最大功率跟蹤控制功能,達到了預期設計目標。隨著今后控制方案的不斷完善,該控制系統將具有一定的市場應用價值。

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