一种光伏冷热电联产系统实时仿真装置及其仿真方法与流程

本发明涉及一种光伏冷热电联产系统实时仿真装置及其仿真方法，属于电联产仿真设备技术领域。

背景技术：

随着对新能源的不断探索，太阳能利用技术近年来发展非常迅速。但是，要实现对太阳能的利用更高效合理，任然需要对太阳能转换技术进行更深入的研究。一般太阳能光伏电池的发电效率在15%左右，剩余80%以上的太阳辐射则被电池板吸收转换成热能，这些热能一方面通过对流方式散失到大气空间中，一方面无法完全散失的热能会导致太阳能电池的温度升高，发电效率降低。除此之外，太阳能电池长期工作在高温条件下，电池组件的寿命也会大幅度缩短。客观来看，单纯的使用太阳能进行发电，对于太阳能的利用率并不高，采用实际的装置进行供电网络模型和供热模型仿真，仿真成本高，仿真易发生事故，安全性差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种光伏冷热电联产系统实时仿真装置，利用该仿真装置能够实时对供电网络模型和供热网络模型进行实时仿真，实时观测光照强度发生扰动时太阳能光电效率以及光热效率，仿真成本低，仿真安全性大大提高，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种光伏冷热电联产系统实时仿真装置，包括上位机和通用实时仿真平台，通用实时仿真平台包括用于仿真供电网络模型的1#目标机和用于仿真供热网络模型的2#目标机，上位机通过交换机分别连接到1#目标机和2#目标机。

优选的，上述通用实时仿真平台安装在机箱中，机箱中设置有多层可拆卸的隔板，隔板两端凸台限位到机箱两内壁设置的对称限位槽中，并采用限位卡子固定，隔板上设置有安装目标机的安装t形孔。

一种光伏冷热电联产系统实时仿真装置的仿真方法，该方法为：在上位机中搭建matlab/simulink热网模型和电网模型，上位机通过以太网与通用实时仿真平台连接，通用实时仿真平台中两台目标机，1#目标机运行供电网络模型，2#目标机运行供热网络模型，1#目标机将光伏组件输出的工质输出热量通过以太网实时传输给2#目标机进行热网模型的实时仿真，供电网络模型的运行过程为：光伏组件通过温度控制，处于设定的工作温度，输出直流电，经过最大功率跟踪输出最大功率的直流电，通过逆变器得到符合质量标准的交流电并入电网，供热网络模型的运行过程为：来自于1#目标机的将光伏组件输出的工质输出热量被储热水箱存储起来，通过温度控制对换热器输出一个恒定的温度，换热器二次侧就可以形成一个供热环网，实现对用户的供热。

传统的太阳能发电是单方面的将太阳辐射聚集用于发电，却没有顾及到再发点过程中带来的光伏组件的温升问题，热量的聚集会使得光伏组件的发电效率降低，加速组件的老化，缩短发电系统的使用寿命，为了克服这一困难，要从两方面入手，一方面对太阳能电池进行冷却，另方面对对太阳能电池板的热量进行搜集利用，尽量减少能源浪费，本发明建立了太阳能光伏光热的综合利用的实时仿真模型，利用实时仿真装置对方案进行仿真分析。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过上位机连接仿真供电网络模型的1#目标机和仿真供热网络模型的2#目标机，利用该仿真装置能够实时对供电网络模型和供热网络模型进行实时仿真，实时观测光照强度发生扰动时太阳能光电效率以及光热效率，仿真成本低，仿真安全性大大提高，并具有结构简单、成本低的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的通用实时仿真平台安装结构示意图；

图3是隔板安装处结构示意图；

图4是一种光伏冷热电联产系统供电子系统结构示意图；

图5是一种光伏冷热电联产系统供热、供冷子系统结构示意图；

图6一种光伏冷热电联产系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图6所示，一种光伏冷热电联产系统实时仿真装置，包括上位机和通用实时仿真平台，通用实时仿真平台包括用于仿真供电网络模型的1#目标机和用于仿真供热网络模型的2#目标机，上位机通过交换机分别连接到1#目标机和2#目标机。

优选的，上述通用实时仿真平台安装在机箱1中，机箱1中设置有多层可拆卸的隔板2，隔板2两端凸台限位到机箱1两内壁设置的对称限位槽中，并采用限位卡子3固定，隔板2上设置有安装目标机的安装t形孔4。

优选的，一种供电网络模型中光伏冷热电联产系统的电池组件包括cpc聚光元件和集热装置，集热装置内工质为水。

优选的，在供热网络模型中供热子系统中，建筑供暖采用的是地热盘管的换热模型。

优选的，在供电网络模型中供电子系统中加入最大功率控制，以达到最大的电输出功率。

所述的光伏组件的输入量为光照强度和环境温度，输出量为电功率和集热装置内工质的输出温度，分别作为与供电子系统和供热子系统的输入量。

实施例2：一种光伏冷热电联产系统实时仿真装置的仿真方法，该方法为：在上位机中搭建matlab/simulink热网模型和电网模型，上位机通过以太网与通用实时仿真平台连接，通用实时仿真平台中两台目标机，1#目标机运行供电网络模型，2#目标机运行供热网络模型，1#目标机将光伏组件输出的工质输出热量通过以太网实时传输给2#目标机进行热网模型的实时仿真，供电网络模型的运行过程为：光伏组件通过温度控制，处于设定的工作温度，输出直流电，经过最大功率跟踪输出最大功率的直流电，通过逆变器得到符合质量标准的交流电并入电网，供热网络模型的运行过程为：来自于1#目标机的将光伏组件输出的工质输出热量被储热水箱存储起来，通过温度控制对换热器输出一个恒定的温度，换热器二次侧就可以形成一个供热环网，实现对用户的供热。

工作过程为：根据一种光伏冷热电联产系统供电子系统结构示意图和供热子系统结构示意图在上位机中搭建matlab/simulink热网模型和电网模型，上位机通过以太网与通用实时仿真平台连接，通用实时仿真平台中两台目标机，1#目标机运行供电网络模型，2#目标机运行供热网络模型，1#目标机将光伏组件输出的工质输出热量（仿真变量）通过以太网实时传输给2#目标机进行热网模型的实时仿真，供电网络模型的运行过程为:光伏组件通过温度控制，处于适合的工作温度，输出直流电，经过最大功率跟踪输出最大功率的直流电，通过逆变器得到符合质量标准的交流电并入电网，供热网络模型的运行过程为：来自于1#目标机的将光伏组件输出的工质输出热量被储热水箱存储起来，通过温度控制对换热器输出一个恒定的温度，换热器二次侧就可以形成一个供热环网，实现对用户的供热。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种光伏冷热电联产系统实时仿真装置及其仿真方法，包括上位机和通用实时仿真平台，通用实时仿真平台包括用于仿真供电网络模型的1#目标机和用于仿真供热网络模型的2#目标机，上位机通过交换机分别连接到1#目标机和2#目标机；本发明通过上位机连接仿真供电网络模型的1#目标机和仿真供热网络模型的2#目标机，利用该仿真装置能够实时对供电网络模型和供热网络模型进行实时仿真，实时观测光照强度发生扰动时太阳能光电效率以及光热效率，仿真成本低，仿真安全性大大提高，并具有结构简单、成本低的特点。

技术研发人员：彭雨;郝正航;谭兴
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：2017.05.22
技术公布日：2017.07.18