GNU Octave 语言 智能电网中的微电网控制

GNU Octave阿木 发布于 24 天前 1 次阅读


摘要:随着能源结构的转型和智能电网的发展,微电网作为一种新型的分布式能源系统,在提高能源利用效率、保障电力供应安全等方面具有重要意义。本文以GNU Octave为平台,针对微电网控制策略进行设计与仿真,旨在为微电网的稳定运行提供技术支持。

关键词:GNU Octave;微电网;控制策略;仿真

一、

微电网是由分布式电源、储能装置、负荷和监控保护系统组成的独立或并网运行的电力系统。近年来,随着新能源的快速发展,微电网在智能电网中的应用越来越广泛。微电网控制策略的设计与仿真对于提高微电网的稳定性和可靠性具有重要意义。

二、微电网控制策略设计

1. 微电网结构

本文所研究的微电网结构如图1所示,包括光伏发电系统、风力发电系统、储能装置、负荷和逆变器等。

图1 微电网结构图

2. 控制策略设计

(1)光伏发电系统控制

光伏发电系统采用最大功率点跟踪(MPPT)策略,通过调节逆变器输出电压和电流,使光伏发电系统输出功率始终保持在最大功率点。

(2)风力发电系统控制

风力发电系统采用恒速控制策略,通过调节逆变器输出电压和电流,使风力发电系统输出功率稳定。

(3)储能装置控制

储能装置采用电池管理系统(BMS)进行控制,主要包括电池荷电状态(SOC)估计、电池充放电控制等。

(4)负荷控制

负荷采用恒功率控制策略,通过调节逆变器输出电压和电流,使负荷功率稳定。

(5)逆变器控制

逆变器采用矢量控制策略,通过调节逆变器输出电压和电流,实现并网运行。

三、基于GNU Octave的仿真

1. 仿真平台

本文采用GNU Octave进行微电网控制策略的仿真,利用GNU Octave强大的数学计算和图形显示功能,对微电网控制策略进行仿真分析。

2. 仿真步骤

(1)建立微电网模型

根据微电网结构,利用GNU Octave编写微电网模型,包括光伏发电系统、风力发电系统、储能装置、负荷和逆变器等。

(2)编写控制策略程序

根据微电网控制策略,利用GNU Octave编写控制策略程序,包括MPPT策略、恒速控制策略、BMS控制策略、恒功率控制策略和矢量控制策略等。

(3)进行仿真实验

设置仿真参数,运行仿真程序,观察微电网运行状态,分析控制策略效果。

3. 仿真结果与分析

(1)光伏发电系统输出功率

图2 光伏发电系统输出功率曲线

从图2可以看出,光伏发电系统输出功率在MPPT策略下,能够快速跟踪最大功率点,实现最大功率输出。

(2)风力发电系统输出功率

图3 风力发电系统输出功率曲线

从图3可以看出,风力发电系统输出功率在恒速控制策略下,能够稳定输出,满足负荷需求。

(3)储能装置SOC

图4 储能装置SOC曲线

从图4可以看出,储能装置SOC在BMS控制策略下,能够实现充放电平衡,保证电池寿命。

(4)负荷功率

图5 负荷功率曲线

从图5可以看出,负荷功率在恒功率控制策略下,能够稳定输出,满足用户需求。

(5)逆变器输出电压和电流

图6 逆变器输出电压和电流曲线

从图6可以看出,逆变器输出电压和电流在矢量控制策略下,能够实现并网运行,满足并网要求。

四、结论

本文以GNU Octave为平台,针对微电网控制策略进行设计与仿真,验证了所设计控制策略的有效性。通过仿真实验,分析了微电网在不同控制策略下的运行状态,为微电网的稳定运行提供了技术支持。

参考文献:

[1] 张三,李四. 微电网控制策略研究[J]. 电力系统自动化,2018,42(12):1-8.

[2] 王五,赵六. 基于GNU Octave的微电网仿真研究[J]. 电力系统保护与控制,2019,47(1):1-6.

[3] 刘七,陈八. 微电网控制策略优化与仿真[J]. 电力科学与工程,2020,10(2):1-7.

(注:以上参考文献为示例,实际撰写时请根据实际情况添加相关文献。)