摘要 引言 将风力发电、储能系统等组成独立微电网，为海水淡化系统供电，不仅能够实现淡水的正常供应，也可以为海岛提供清洁的电力供应，是解决海岛用电、居民用水问题的有效途径。
引言
将风力发电、储能系统等组成独立微电网，为海水淡化系统供电，不仅能够实现淡水的正常供应，也可以为海岛提供清洁的电力供应，是解决海岛用电、居民用水问题的有效途径。研究电力系统的常用手段为数字仿真和物理模拟，随着计算机技术的发展，结合两者优点的实时仿真技术得到广泛应用。为了研究风电海水淡化孤立微电网的设计、能量管理与协调运行控制策略，本文基于实时仿真系统搭建了联合仿真平台，实际运行效果验证了该方案的可行性。
联合仿真平台总体方案
为了验证微电网能量管理与协调控制策略，进行系统调度与运行试验研究，通过改变风速使风力发电机组的出力发生变化，对海水淡化系统和储能系统进行协调控制，模拟不同的运行工况，实现对能量管理系统和协同控制策略、保护方案以及监控软件的全面测试和验证，提出了基于 PXI 实时系统仿真平台总体方案。如图 1 所示，其中，PXI (PCI eXtensions for Instrumentation) 为 NI(National Instruments)公司的数字仿真系统，支持基于 Matlab 的数字仿真模型，并提供用于 TCP/IP 以太网通信的接口和所谓的 SIT 服务机制，可以满足控制实时性和数据采集的需要。 PC 为普通计算机或工控机，在该联合仿真试验系统中，运行微电网监控软件，并用作微电网控制器的硬件实现平台。
联合仿真平台的实现
建立并部署 Matlab 仿真模型在 Matlab 中建立如图 2 所示的仿真模型，该模型主要包括双馈风电机组、储能单元和海水淡化系统三种电气设备，微电网安全运行问题通过上述元件及所连电力电子变流器的功率控制协调解决。
监控软件架构设计
软件架构充分考虑了软件的扩展性和模块化思想，并且融合了 LabVIEW 和 Matlab 混合编程的体系，结构如图 3 所示。由于微电网控制器属于秒级的控制，实时性要求不高，可以在数据采集和命令下达中采用访问层对模块进行隔离。
监控软件界面设计
为了研究需要，设计了以用户为中心的监控软件，如图4所示。
系统配置菜单，为了避免人工输入风速数据，用户可将风速序列以txt格式存储，然后逐一读取，使风速按照预定的曲线变化。另外，用户还可在此设定仿真实验的初始条件，比如储能和超级电容器的SOC、系统电压、系统频率和储SOC的上下限等。
实时监控菜单，包括实验控制、统计信息、风速预测和系统拓扑四个部分。系统拓扑部分与微电网仿真模型的拓扑结构一致，包含的主要元件有储能、超级电容器、风力发电机和海水淡化设备。用户可实时监控系统的状态，如系统频率、电压、风电出力、储能出力、负荷情况等实时曲线菜单，将用户关心的数据以趋势图的方式展示，让用户对数据走向一目了然。
事件记录菜单，便于用户查询试验过程中的电压、频率、储能SOC越限情况和开关操作记录，重现当时的异常情况。
历史数据菜单，包括数据查询、结果显示和数据导出三部分，数据查询提供了两种历史数据查询方式，分别是试验编号查询和实验时间查询。用户只需选择要查询的设备，输入实验编号或选择实验起止时间，然后点击查询即可在结果显示表格中显示查询结果。
结语
将风电与海水淡化技术结合构建微电网，既能够充分利用海岛上丰富的风电资源，又能够实现海岛正常的淡水供应，研究孤立微电网协调控制和能量管理策略具有重要意义。本文基于 NI 公司实时仿真系统 PXI，搭建了风电海水淡化孤立微电网联合仿真平台，实现了微电网模型部署、协调控制、能量管理功能，并开发了相应的监控软件。实际运行结果表明，该仿真平台性能良好，用户操作方便，达到了预期目标。
《风电海水淡化孤立微电网联合仿真平台搭建》来源：《中国科技信息》，作者：纪凯悦， 纪凯微。
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