Моделирование автономных энергокомплексов на основе ВИЭ для изолированных потребителей в среде Matlab Simulink

Целью работы является разработка моделей оборудования ветродизельной электростанции с высокой долей замещения с более точным отображением элементов и режимов её работы. Ветродизельные электростанции (ВДЭС) являются одним из наиболее перспективных решений для электрификации изолированных потребителей. Данные системы позволяют экономить завоз дорогостоящего дизельного топлива и улучшать экологическую обстановку в удаленных регионах. В состав ВДЭС с высокой долей замещения дизельного топлива входят ветроэнергетические и дизель-генераторные установки, системы аккумулирования, преобразования и интеллектуального управления. В рамках разработки моделей проанализировано программное обеспечение, позволяющее моделировать такие энергокомплексы. На основе разработанной классификации выбрана программная среда с открытой архитектурой MATLAB Simulink, обеспечивающая высокую гибкость при взаимодействии компонентов систем электроснабжения. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого имеет лицензию MATLAB, поэтому с учетом его преимуществ относительно другого ПО для дальнейших расчетов было выбрано именно это программное обеспечение. В статье представлены модели ветроэнергетической установки, дизель-генератора, аккумуляторной системы и ряда управляющих систем. Реализация моделей основана на алгоритмах работы ветродизельной электростанции по критерию максимизации замещения дизельного топлива, разработанных авторами. Отладка моделей происходит на лабораторном стенде НОЦ «ВИЭ» в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого. Для имитатора ВЭУ Aeolos-5 разработана специальная система управления, имитирующая ветровой поток. В результате эксперимента результаты моделирования и эксперимента показали высокий КПД системы и достаточную точность моделей. Модели являются масштабируемыми и позволяют проводить имитационное моделирование режимов работы ВДЭС.