基于組態(tài)技術(shù)的風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究

鄧嬋

摘要：世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度增快、地球人口數(shù)量増加，人類對(duì)能源的需要也在急劇增漲，因此人們將目光投向了可持續(xù)發(fā)展的可再生能源。而太陽能和風(fēng)能具有分布范圍大、取之不盡、用之不竭、潔凈且無污染等優(yōu)點(diǎn)，本文正是研究將智能算法引入兩者結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)中作為改進(jìn)的MPPT算法，以此獲取優(yōu)化的功率值，同時(shí)利用組態(tài)技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)通過上位機(jī)更加直觀的呈現(xiàn)出來。

關(guān)鍵詞：風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)；組態(tài)技術(shù)；智能算法

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）11-0006-02

1 前言

總所周知，人類的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都跟能源有著密不可分的關(guān)系，而傳統(tǒng)的能源，諸如煤、石油、天然氣等均為非再生能源，而太陽能和風(fēng)能被看作是最具有代表性的新能源和可再生能源，目前這兩種能源的發(fā)電技術(shù)受到世界各國的高度重視。

風(fēng)能和太陽能供電系統(tǒng)可作為獨(dú)立的供電系統(tǒng)，也可互補(bǔ)構(gòu)成供電系統(tǒng)。采用互補(bǔ)供電系統(tǒng)可以解決太陽能供電系統(tǒng)碰到陰雨等天氣和風(fēng)能系統(tǒng)在風(fēng)力較弱的情況下難以保證電能的連續(xù)供應(yīng)的問題，提高了發(fā)電系統(tǒng)的可靠性，相較于傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電系統(tǒng)具有節(jié)省電能，低碳環(huán)保等優(yōu)勢(shì)[4]。

光伏電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)中收集電能的重要組成部件，當(dāng)日照強(qiáng)度和外界溫度一定的情況下，當(dāng)工作電壓和工作電流達(dá)到某一特定值時(shí)，它們的乘積最大，也就是說此時(shí)的輸出功率達(dá)到了最大值，我們將這個(gè)點(diǎn)稱為最大功率點(diǎn)（MPP）[1]。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，要想提高整個(gè)光伏系統(tǒng)的工作效率就需提高輸出效率，這就要求及時(shí)調(diào)整工作電壓或電流使其始終工作在最大功率輸出點(diǎn)。本文正是對(duì)光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤（以下簡稱MPPT）算法[2]，提出采用模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的算法應(yīng)用于MPPT算法，以獲得更好控制效果，實(shí)驗(yàn)采用組態(tài)軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的監(jiān)控功能。

2 MCGS組態(tài)軟件技術(shù)

本文采用MCGS作為上位機(jī)用于風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)中上位機(jī)的監(jiān)控使用[5]。MCGS組態(tài)軟件是由北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司研制開發(fā)的一套用于快速構(gòu)建和建立上位機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)視與控制一體化組態(tài)軟件系統(tǒng)，MCGS嵌入版組態(tài)軟件體系結(jié)構(gòu)由組態(tài)環(huán)境、運(yùn)行環(huán)境和模擬運(yùn)行環(huán)境3個(gè)部分沮成，其用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個(gè)部分構(gòu)成。

定義監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)象主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍；確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時(shí)間范圍和保存期限等。如圖1所示。

組態(tài)程序下載后，可以看到MCGS觸摸屏上顯示如圖2窗口，該窗口可以模擬演示光伏發(fā)電系統(tǒng)的過程。

3 智能算法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[2]采用廣泛互聯(lián)的結(jié)構(gòu)與有效的學(xué)習(xí)機(jī)制來模擬人腦智能信息處理的過程，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)環(huán)境變化有極強(qiáng)的自習(xí)能力，具有自組織與自學(xué)習(xí)處理信息特點(diǎn)，單純使用神經(jīng)網(wǎng)法，其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有一定難度，而模糊控制[3]是一種仿人思維的控制技術(shù)，它不依賴于被控過程的數(shù)學(xué)模型，抗干擾能力強(qiáng)，魯棒性好，兩者結(jié)合不僅改進(jìn)一些典型控制算法的缺點(diǎn)，如控制系統(tǒng)速度及精確度等，而且還能夠取長補(bǔ)短能達(dá)到較理想輸出效果[3]。采用Matlab/Simulink 仿真對(duì)比將兩者的，控制效果進(jìn)行比較獲取較好的響應(yīng)效果。圖3中曲線1是采用改進(jìn)算法后的曲線，曲線2是采用傳統(tǒng)的算法獲得的曲線，可以明顯的看出曲線1具有良好的修正效果。

4 結(jié)語

本文闡述了風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)中引入智能算法，也就是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制結(jié)合的方式應(yīng)用于MPPT算法，通過Matlab/Simulink 仿真得出該算法相較于以往的傳統(tǒng)算法具有較小的誤差，最后利用MCGS組態(tài)軟件作為上位機(jī)的監(jiān)控可以獲得較好的控制效果。

參考文獻(xiàn)

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[5]劉艷平.風(fēng)光儲(chǔ)混合發(fā)電系統(tǒng)容量優(yōu)化及協(xié)調(diào)控制方法[D].山東大學(xué)，2014.

Abstract：The rapid development of the world economy、The earth's population increase，the human need for energy is also rising sharply，so people are looking at renewable energy for sustainable development.Solar and wind energy have a wide range of distribution、inexhaustible， clean， and pollution-free，this paper is an improved MPPT algorithm which introduces intelligent algorithm into the combination of power generation system，to obtain the optimized value of power，at the same time， the data collected by the configuration technology is presented more intuitively through the upper computer.

Key Words：wind and solar power generation system；configuration technology；Intelligent algorithmendprint