100kW并网光伏阵列的详细模型
该示例显示了通过DC-DC升压转换器和三相三电平VSC连接到25 kV电网的100 kW阵列的详细模型。
Carlos Osorio, Shripad Chandrachood (The MathWorks)
描述
100 kW光伏阵列通过DC-DC升压变换器和三相三电平电压源变换器（VSC）连接到25 kV电网。通过使用“增量电导+积分调节器”技术的Simulink®模型在升压变换器中实现最大功率点跟踪（MPPT）。金宝app
另一个例子（参见power_PVarray_grid_avg模型）使用DC_DC和VSC转换器的平均模型。在此平均模型中，MPPT控制器基于“扰动和观察”技术。
详细模型包含以下组件:
光伏阵列在1000 W/m^2的太阳辐照度下，最大输出100千瓦。
5 khz DC-DC升压转换器将电压从PV自然电压（最大功率时为273 V DC）增加到500 V DC。开关占空比由MPPT控制器优化，该控制器使用“增量电导+积分调节器”技术。该MPPT系统自动改变占空比，以产生所需电压以提取最大功率。
1980-Hz 3级三相可变电压控制系统．VSC将500v DC链路电压转换为260v AC，并保持统一的功率因数。VSC控制系统采用两个控制回路:一个外部控制回路调节直流链路电压至+/- 250v，一个内部控制回路调节Id和Iq电网电流(有功电流和无功电流)。Id电流参考是外部控制器直流电压的输出。Iq电流参考值设为零，以保持单位功率因数。电流控制器的Vd和Vq电压输出转换为PWM发生器使用的三个调制信号Uabc_ref。控制系统使用100微秒的电压和电流控制器以及锁相环同步单元的采样时间。Boost和VSC转换器的脉冲发生器使用1微秒的快速采样时间，以获得合适的PWM波形分辨率。
10-kvar电容器银行滤波VSC产生的谐波。
100kva 260V/25kV三相耦合变压器．
公用电网(25千伏配电馈线+ 120千伏等效输电系统)。
100千瓦光伏阵列使用330 SunPower模块(spri - 305e - wht - d)。该阵列由66串5个串联模块并联组成(66*5*305.2 W= 100.7 kW)。
光伏阵列块的“模块”参数允许您在NREL System Advisor型号的各种阵列类型中进行选择(https://sam.nrel.gov/）.
其中一个模块的制造商规格如下:
串联单元数:96个
开路电压：Voc=64.2 V
短路电流Isc = 5.96 A
最大功率电压和电流:Vmp =54.7 V, Imp= 5.58 A
PV阵列块菜单允许您绘制一个模块和整个阵列的I-V和P-V特性。
PV阵列块有两个输入，允许你改变太阳辐照度(输入1为W/m^2)和温度(输入2为deg. C)。辐照度和温度分布由连接到PV阵列输入的Signal Builder块定义。
模拟
运行模型并观察作用域上的以下事件序列。
模拟从标准测试条件(25℃，1000 W/m^2)开始。
从t=0秒到t=0.05秒，升压和VSC转换器的脉冲被阻断。PV电压对应于开路电压（Nser*Voc=5*64.2=321 V，请参阅PV示波器上的Vmean跟踪）。三电平电桥作为二极管整流器运行，直流链路电容器充电电压高于500 V（请参阅VSC示波器上的Vmean跟踪）。
在t=0.05秒时，升压和VSC转换器被解除阻塞。直流链路电压在Vdc=500V时调节。升压转换器的占空比是固定的（如PV范围所示，D=0.5）。
在t=0.25秒时达到稳定状态。由此产生的光伏电压为V_PV=（1-D）*Vdc=（1-0.5）*500=250 V（见光伏范围上的Vmean轨迹）。光伏阵列输出功率为96 kW（见光伏范围上的Pmean轨迹）鉴于1000 W/m^2辐照度的规定最大功率为100.7 kW。在示波器电网上观察25 kV母线上的a相电压和电流同相（单位功率因数）。在t=0.4秒时，MPPT启用。MPPT调节器通过改变占空比开始调节PV电压，以提取最大功率。最大功率（100.4 kW）当占空比为D=0.454时获得。
在t=0.6秒时，光伏阵列平均电压=274 V，符合光伏组件规格(Nser*Vmp=5*54.7= 273.5 V)。
从t=0.6秒到t=1.1秒，太阳辐照度从1000 W/m^2下降到250 W/m^2。MPPT继续跟踪最大功率。
当辐照度降至250 W/m^2时，t=1.2秒时，占空比为D=0.461。相应的光伏电压和功率为Vmean=268 V和Pmean=24.3 kW。请注意，在这种快速辐照度变化期间，MMPT继续跟踪最大功率。
从t=1.2秒到t=2.5秒，将太阳辐照度恢复到1000 W/m^2，然后将温度提高到50℃，以观察温度升高的影响。注意，当温度从25℃上升到50℃时，阵列输出功率从100.7 kW下降到93 kW。
工具书类
有关各种MPPT技术的详细信息，请参阅以下论文:
Moacyr A. G. de Brito, Leonardo P. Sampaio, Luigi G. Jr.， Guilherme A. e Melo, Carlos A. Canesin，“光伏应用中MPPT技术的比较分析”，2011年清洁电力国际会议(ICCEP)。
模块特征提取自NREL系统顾问模型(https://sam.nrel.gov/）.
你也可以从以下列表中选择一个网站:
