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单一的风电系统或光伏系统由于资源上的差异很难做到高效的连续性发电,然而研究表明两者在时间上具有很好的互补性,将两者相结合不仅能够解决供电连续性的问题而且大大提高了资源的利用率,从而促进了风光互补发电的发展。然而如何高效地将两种能源相结合,形成一套完整的互补发电系统需要开发一套合理的控制策略;同时为了更好地了解系统的运行情况,需要搭建一套完整的监控平台,实时监控系统运行时关键参数,为制定更加有效的控制策略提供数据样本。本文围绕以上两个方面对风光互补发电展开研究,主要研究内容如下: (1)通过Matlab/Simulink构建了风光互补发电系统仿真模型,包括了风速模型、风机模型、光伏电池模型、发电机模型、DC/DC变换器模型、PWM脉冲输出模型,深入研究了风机和光伏电池的输出特性。 (2)为了有效的模拟现实风速情况分别采用了ARMA模型以及四参数混合模型建立了风速模型,通过对比仿真结果发现ARMA模型更加符合实际工况。对于DC/DC变换器,本文采用了状态空间平均法及SimPowerSystems电路搭建了仿真模型,并且在不同开关频率下分析其输出特性。 (3)为了保证系统始终以最佳状态运行,对功率追踪做了详细分析,验证了占空比的功率调节性能,并在此基础上提出了“自适应变步长占空比”的控制策略,与传统的最大功率追踪相比较验证本文提出的控制策略的优越性。 (4)针对监控平台的设计,开发了一套基于WinCC风光互补发电监控系统,本系统以Siemens S7-200 PLC扩展模块EM231为数据采集模块,CPU222CN为控制模块,并且详细设计了部分信号转换电路,完成了数据的采集监控与系统的运行控制。