在新能源技術快速發展的背景下,風光儲并離網發電系統憑借其高效利用可再生能源的特性,成為解決偏遠地區供電難題的重要方案。該系統通過整合風能、太陽能、儲能模塊及市電資源,有效克服了新能源發電的波動性與間歇性問題。近期,科研團隊基于EasyGo實時仿真器EGBox Mini,成功構建了風光儲并離網發電系統的仿真模型,并通過實驗驗證了其控制策略的可靠性。
系統設計采用分層控制架構,針對不同能源模塊的特性制定差異化控制策略。風機模塊可選擇最大功率跟蹤控制或定整流側直流電壓控制,光伏模塊則通過擾動觀察法實現最大功率點跟蹤。并網換流器采用雙閉環控制,外環維持直流電壓穩定,內環調節電網電流,確保并網功率精確匹配設定值。儲能模塊根據系統總功率需求動態調整充放電狀態,當風光總功率超過40kW時吸收多余能量,不足時釋放儲能補充功率。
實驗平臺搭建過程中,團隊選用了EGBox Mini實時仿真器。這款基于CPU+FPGA架構的緊湊型設備,支持硬件在環測試(HIL)與快速控制原型(RCP)兩種模式。研究人員將控制模型與拓撲模型分別部署于兩臺EGBox Mini,通過高速通信接口實現數據交互。系統初始條件設定為:風速13m/s、光照強度1000W/m2、直流母線電壓800V、并網功率40kW。實驗數據顯示,當風速在0-3秒內從13.5m/s變化至14m/s,光伏強度從1000W/m2升至1300W/m2時,系統仍能保持直流電壓穩定在800V,并網功率波動幅度小于0.5%。
對比離線仿真結果,實時系統在動態響應速度與參數精度方面表現優異。當光伏功率從20kW突增至24kW時,儲能模塊在200ms內完成狀態切換,將并網功率穩定在40kW。風機功率隨風速變化時,換流器通過調節電流內環參數,使直流電壓波動范圍控制在±1.5%以內。這種毫秒級響應能力,為實際工程應用提供了重要參考。
該研究成果不僅驗證了EGBox Mini在復雜能源系統仿真中的適用性,也為新能源并網控制策略的優化提供了實驗平臺。目前,團隊正基于該平臺開展多機并聯控制與故障穿越等高級功能測試,相關技術有望在微電網、分布式發電等領域推廣應用。科研人員表示,實時仿真技術將顯著降低新能源系統研發成本,加速清潔能源技術的產業化進程。











