光伏發(fā)電易受光照、溫度影響，功率波動(dòng)明顯。通過儲(chǔ)能電池平抑波動(dòng)、穩(wěn)定并網(wǎng)，是分布式光儲(chǔ)系統(tǒng)的核心需求。本篇中我們基于 EasyGo 實(shí)時(shí)仿真設(shè)備EGBox Mini，對(duì)光儲(chǔ)交流側(cè)互補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。通過離線與實(shí)時(shí)仿真對(duì)比，充分驗(yàn)證EasyGo 仿真平臺(tái)可精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)光儲(chǔ)交流側(cè)并網(wǎng)動(dòng)態(tài)過程，在科研與教學(xué)場景中可替代真實(shí)設(shè)備開展測試。

一、光儲(chǔ)交流側(cè)并網(wǎng)系統(tǒng)

光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為交流側(cè)互補(bǔ)并網(wǎng)和直流側(cè)互補(bǔ)并網(wǎng)兩種形式。

▌交流側(cè)互補(bǔ)并網(wǎng)：光伏與儲(chǔ)能在交流側(cè)并聯(lián)，儲(chǔ)能需配置獨(dú)立并網(wǎng)變流器，多用于大功率場景。

▌直流側(cè)互補(bǔ)并網(wǎng)：儲(chǔ)能接入DC/DC變換環(huán)節(jié)的直流高壓側(cè)，只需DC/DC電路，電池電壓無需很高，拓?fù)浜唵?、功率密度高、能量利用率更高?/p>

本次我們主要是研究光儲(chǔ)交流側(cè)互補(bǔ)并網(wǎng)拓?fù)?。光伏與儲(chǔ)能在交流側(cè)并聯(lián)接入電網(wǎng)，通過協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)點(diǎn)總功率恒定輸出。整體系統(tǒng)運(yùn)行過程中，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)采用MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）控制，并網(wǎng)變流器采用直流電壓外環(huán)+交流電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制；儲(chǔ)能變流器采用PQ外環(huán)+電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制。

系統(tǒng)整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖：

二、離線仿真

本次實(shí)驗(yàn)搭建光儲(chǔ)互補(bǔ)模型如圖：光伏采用三相雙級(jí)式并網(wǎng)模型，系統(tǒng)額定功率(光照1000W/㎡，溫度25℃）100kW；儲(chǔ)能系統(tǒng)采用單級(jí)式儲(chǔ)能并網(wǎng)拓?fù)洌瑑?chǔ)能變流器額定功率50kW。光儲(chǔ)系統(tǒng)在交流側(cè)并聯(lián)接入電網(wǎng)，設(shè)定系統(tǒng)總并網(wǎng)額定有功功率為100kW。當(dāng)外部條件發(fā)生變化時(shí)，通過對(duì)儲(chǔ)能的控制，使整體系統(tǒng)交流并網(wǎng)側(cè)輸出功率始終保持在100kW，整體仿真模型如圖。

運(yùn)行模型，0.01s 啟動(dòng)電池控制，0.03s啟動(dòng)光伏控制，0.05s啟動(dòng)VSC控制。有功參考值為100kW，直流側(cè)電壓參考值為600V。為驗(yàn)證光儲(chǔ)互補(bǔ)系統(tǒng)整體控制性能，給定光照強(qiáng)度分別為1000-1200-1000-800W/㎡，得到仿真結(jié)果如圖。

從波形可以看出：在控制啟動(dòng)后，Vdc在短時(shí)間被控制到設(shè)定值600V，有功功率也穩(wěn)定在設(shè)定值100kW，在光照強(qiáng)度設(shè)定值變化后，系統(tǒng)也能快速跟隨變化。

三、EasyGo 實(shí)時(shí)仿真

EGBox Mini產(chǎn)品系列是基于CPU+FPGA硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)的一體式緊湊型實(shí)時(shí)仿真產(chǎn)品，屬于EGBox系列實(shí)時(shí)仿真器的入門級(jí)產(chǎn)品。其不同型號(hào)可完成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)（HIL）或者快速控制原型系統(tǒng)（RCP）。將控制模型和拓?fù)淠Ｐ头謩e通過仿真上位機(jī)部署進(jìn)兩個(gè)實(shí)時(shí)仿真器（EGBox Mini），整體架構(gòu)如下圖所示。

實(shí)時(shí)模型參數(shù)與離線模型一致，直流電壓參考設(shè)為500V，光照1000W/㎡，溫度25℃。

運(yùn)行模型，啟動(dòng)電池、光伏及VSC控制，Vdc穩(wěn)定在500V，系統(tǒng)功率平衡。

將光照強(qiáng)度降至 800W/㎡，光伏出力下降，儲(chǔ)能放電進(jìn)行補(bǔ)能。

將光照強(qiáng)度升至1200W/㎡，光伏出力上升，儲(chǔ)能充電以吸收盈余功率。

可以觀測到：在控制啟動(dòng)后，Vdc在短時(shí)間被控制到設(shè)定值500V，在光照強(qiáng)度設(shè)定值變化后，系統(tǒng)也能快速跟隨變化。實(shí)時(shí)仿真波形與離線結(jié)果高度一致，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)壓穩(wěn)功效果優(yōu)異。實(shí)驗(yàn)證明，EasyGo 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)可精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)光儲(chǔ)交流側(cè)互補(bǔ)并網(wǎng)動(dòng)態(tài)過程，仿真結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可替代真實(shí)設(shè)備完成控制算法驗(yàn)證、動(dòng)態(tài)性能測試與系統(tǒng)調(diào)試。

基于EasyGo實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)的光儲(chǔ)交流側(cè)互補(bǔ)并網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真就分享到這里了，歡迎感興趣的工程師們留言溝通。