基于多端口变流器的光伏储能制氢Matlab/Simulink仿真模型
多端口变换器系统简化了分布式能源(如光伏发电)与储能系统、负载之间的能量转换过程,减少了中间变换环节,而且还能提高电能转换效率,可以减少中间变换环节。通过控制多端口变流器,可以精确管理各个系统的电压、电流和功率,确保直流母线电压的稳定,这对于维持整个微电网的高效运行至关重要。
目前,多端口变流器的拓扑结构主要分为以下几种:
1.分立型拓扑:这种结构将多个单端口变流器组合在一起,每个变流器负责一个特定端口的能量转换。虽然结构简单,但存在体积大、成本高和效率低等问题。
2.集中型拓扑:这种结构通过一个集中变流器实现多个端口的能量转换。集中型拓扑具有较高的功率密度和效率,但其控制策略复杂,需要高效的能量管理算法来保证系统的稳定运行。
3.混合型拓扑:结合了分立型和集中型的优点,通过模块化设计实现更高的灵活性和扩展性。
多端口变流器的控制策略是研究的核心内容之一。常见的控制策略包括[11]:
1.恒压控制:主要用于稳定输出电压,适用于需要稳定电压供电的负载。
2.恒流控制:主要用于电池充放电管理,通过控制电流来保护电池寿命。
3.功率平衡控制:通过动态调整各端口的功率分配,实现系统的整体能量平衡。
4.智能控制:结合人工智能和机器学习算法,根据实时数据和历史数据进行预测和优化,进一步提高系统效率和稳定性。
本篇博客在多端口变流器的基础上,以光伏储能系统为能量供给的研究对象,系统性的研究水电解制氢系统的以及接入电网的控制算法,完整的系统主要包括光伏发电、并网逆变器和系统控制器,以及由蓄电池、电解槽、 氢气储罐和组成的氢储能单元。其中,光伏发电采用扰动观测法MPPT控制,储能系统采用双向DCDC充放电控制,并网和电解槽均采用恒功率控制。以多端口变流器为原型,各个系统经过变流器与直流母线相连。最后,以直流母线电压稳定作为功率协调控制的目标,对系统各个部分进行协调控制,在并在Matlab/Simulink环境中搭建模型进行仿真。



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