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    可再生能源半實物仿真平臺應(yīng)用案例

    發(fā)布時間: 2025-05-19  點擊次數(shù): 479次

    表頭.png

    一、項目概述

    本項目旨在對大型可再生能源耦合系統(tǒng)進行建模與仿真,重點研究不同工況下的能量管理策略優(yōu)化、系統(tǒng)穩(wěn)定性優(yōu)化以及負載功率均衡策略等相關(guān)算法。

    二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    1.風電、光伏和儲能系統(tǒng)建模

    • 風電機組模型:在QTouchLab環(huán)境中建立真實風電機組的動態(tài)行為模型,實時模擬其運行狀態(tài)。

    • 太陽能光伏機組模型:建立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)模型,實時模擬光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出特性與環(huán)境變化對發(fā)電效率的影響。

    • 儲能電池模型:針對儲能電池的充放電過程、效能衰減以及生命周期特性進行建模,并模擬其與其他系統(tǒng)的交互。

    2.能量管理控制算法仿真

    • 基于自研的綜合能源管理控制算法,能夠?qū)崟r對風電、光伏和儲能電池的狀態(tài)進行監(jiān)控與調(diào)節(jié)。

    • 仿真平臺能夠與半物理實時仿真平臺(如Concurrent)對接,接收實時數(shù)據(jù)并返回控制信號,進行整機運行動態(tài)實時硬件在環(huán)(HIL)仿真。

    3.控制策略與參數(shù)優(yōu)化

    • 對綜合能源管理系統(tǒng)的控制策略及其參數(shù)進行優(yōu)化,以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與效率,確保負載功率的均衡。

    三、仿真平臺

    使用QTouchLab進行風電機組、光伏機組和儲能電池的初步建模與仿真,驗證各單元的動態(tài)響應(yīng)與行為。

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    在完成單體系統(tǒng)建模后,集成不同子系統(tǒng),并進行多物理場耦合仿真,考察各系統(tǒng)之間的交互影響。

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    四、可視化界面設(shè)計

    功能導向性

    界面需直觀展示仿真平臺的實時運行數(shù)據(jù)(如風速、發(fā)電功率、儲能狀態(tài)等),并支持控制策略的動態(tài)調(diào)整。例如,風力發(fā)電機半實物仿真平臺通過監(jiān)控界面實現(xiàn)整機性能評估。

    用戶友好性

    采用模塊化布局,分類顯示數(shù)據(jù)輸入、仿真控制、結(jié)果分析等功能區(qū)域,參考電氫熱微網(wǎng)仿真系統(tǒng)的多參數(shù)集成界面設(shè)計。

    可擴展性

    預留接口以兼容不同能源類型(如風、光、儲等),類似水風光儲仿真系統(tǒng)的可視化界面需支持多能源協(xié)同。

    核心功能模塊設(shè)計界面

    • 系統(tǒng)主界面:該界面主要顯示數(shù)據(jù)總覽、運行時間、設(shè)備數(shù)量、設(shè)備裝機容量、功率曲線、各個設(shè)備實時數(shù)據(jù)等核心功能。

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    • 設(shè)備監(jiān)控界面:顯示設(shè)備拓撲圖、實時設(shè)備輸出輸入功率數(shù)據(jù)、仿真輸出數(shù)據(jù)等。

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    • 儲能電池模塊界面:顯示儲能電池詳細參數(shù)數(shù)據(jù)、功率運行曲線、soc曲線、仿真輸出數(shù)據(jù)預測數(shù)據(jù)等。

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    • 風電模塊界面: 顯示風電風機詳細參數(shù)數(shù)據(jù)、功率運行曲線、仿真輸出數(shù)據(jù)預測數(shù)據(jù)等。

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    • 光伏模塊界面: 顯示光伏發(fā)電詳細參數(shù)數(shù)據(jù)、功率運行曲線、仿真輸出數(shù)據(jù)預測數(shù)據(jù)等。

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    • 負載模塊界面: 顯示負載詳細參數(shù)數(shù)據(jù)、功率運行曲線、負載表計數(shù)據(jù)、電流運行曲線、仿真輸出數(shù)據(jù)預測數(shù)據(jù)等。

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    • 告警模塊界面: 該界面是展示全站的故障和告警信息。

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    • 參數(shù)設(shè)置界面:該界面主要是控制所有的設(shè)備運行參數(shù)、運行模式、參數(shù)設(shè)定等。

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    六、 結(jié)論

    本仿真方案通過多模型集成與實時仿真驗證,將為大型可再生能源耦合制氫系統(tǒng)的能量管理與控制策略優(yōu)化提供重要依據(jù)。未來的工作可以進一步優(yōu)化算法、提高系統(tǒng)的魯棒性,并擴展到更多的可再生能源場景及復雜工況下的仿真驗證。




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