5kW風光互補發電系統的Matlab建模及具體工況仿真分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u185535kW風光互補發電系統的Matlab建模及具體工況仿真分析案例 [28]。為了提高蓄電池的使用壽命，要防止電池過放和過充，本文設計中取電池的SOC在20%~80%。當蓄電池的電量SOC大于100或者小于20時，此時控制算法就會封鎖PWM脈沖，讓雙向變換器停止工作，即在低于20%時停止放電，高于80%時停止充電。圖1.9充放電控制的控制框圖1.10雙閉環控制的仿真模型1.11蓄電池雙閉環控制的子系統封裝圖如圖1.11中，輸出S1和S2分別為DC-DC變換器中開關管的PWM脈沖信號輸入，輸入Vdc、Isc和SOC分別為負載電壓、蓄電池電流和蓄電池的含電量。1.4風光互補系統仿真分析1.1.1系統仿真模型及參數圖1.12整體系統仿真模型建立系統仿真模型如圖1.12所示，其中，光伏電池在額定溫度光照條件下輸出的功率為1.1kW左右；母線電壓設置為400V；采用蓄電池作為儲能系統，充放電控制方式采用電壓電流雙閉環控制策略；風力發電系統采用PMSG；光照模擬條件：初始光照強度設置為1000W/m2，在0.5s后光照強度下降至500W/m2；初始風速設置3m/s，在1s后上升至9m/s，風力發電輸出功率穩定在4kW左右。1.1.2四種工況仿真分析根據第二章的第一節中的風光互補控制策略，即根據功率控制策略將太陽能和風能功率進行與限定值比較，此設定值根據設備的規模，當地的天氣情況而預先設定，太陽能和風能的上限設定值各不相同，分為四種工況。（1）有風有光的情況如圖1.13所示，此時給定光照強度，在0.5s之前為300，0.5s之后上升至600，光伏系統達到最大功率1.1kW左右；給定風速，0.2s后達到啟動風速3m/s，隨后風速上升，風力發電機開始運行1s后達到最大功率點1.0kW，總輸出功率為5.1kW左右。此時系統由風力發電部分與光伏發電共同向負載供電，滿足負載需求之后將多余的電能供給蓄電池。（a）輸出功率仿真（b）光伏電池電流波形（c）光伏電池電壓波形（d）風力發電機輸出電流（e）風力發電機輸出電壓圖1.13風力發電與光伏發電同時供電時仿真效果圖（2）有風無光時系統供電如圖1.14所示，在0.5s之后我們設定光照強度變小（幾乎為零），然后光伏系統停止工作，風速0.2s后達到啟動風速，1s后風速逐漸增加，風力發電系統正常運行，此時負載由風力發電機進行供電，不足的電能有蓄電池供給。（a）輸出功率仿真圖（b）風力發電機輸出電流（c）風力發電機輸出電流（d）風能利用系數（e）風力發電機轉子速度圖1.14風力發電機供電仿真圖（3）在0.5s之前光照強度為300W/m2，0.5s之后光照強度上升至500W/m2，1s之后光伏發電系統達到最大功率點為1.1kW左右，而此時風速小于啟動風速，風力發電機停止運行。此時整個系統由光伏發電部分向負載供電，不足電能由蓄電池提供，其中各系統輸出功率波形如圖1.15所示。（a）輸出功率仿真圖（b）光伏電池直流側電流波形（c）光伏電池直流側電壓波形（b）光伏電池交流側電流波形（c）光伏電池交流側電壓波形圖1.15光伏系統獨立供電情況（4）若遇到連續陰雨及無風天氣，則兩個系統同時停止工作，0.5s之后首先光伏系統停止工作，而在1s之后風力發電部分也停止工作，此時整個系統只由蓄電池向負載供