100 kW网格连接的PV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级VSC连接到25kV网格的100kW阵列的详细模型。
Carlos Osorio, Shripad Chandrachood (The MathWorks)
描述
100 kW PV阵列通过DC-DC升压转换器和三相三电平电压源转换器（VSC）连接到25kV网格。使用“增量电导+积分稳压器”技术，通过Simulink®模型在升压转换器中实现了最大功率点跟踪（MPPT）。金宝app
另一个例子（请参阅power_pvarray_grid_avg模型）使用DC_DC和VSC转换器的平均模型。在这个平均模型中，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升压转换器从光伏固有电压（最大功率为273 V直流）增加电压至500 V DC。切换占空比由使用“增量电导+积分稳压器”技术的MPPT控制器进行了优化。该MPPT系统自动变化占空比，以便产生所需的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vsc产生的过滤谐波。
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)。
PV阵列块的“模块”参数允许您在NREL System Advisor模型的各种数组类型中进行选择（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
运行模型并观察以下范围内的以下事件序列。
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，脉冲升压和VSC转换器被堵塞。光伏电压对应于开路电压（NSER * VOC = 5 * 64.2 = 321 V，请参阅PV范围的VMEAN迹线）。三级桥式运行为二极管整流器，直流链路电容器上高于500 V（参见VSC范围的Vmean轨迹）。
在t=0.05秒时，Boost和VSC转换器被解除阻塞。直流链路电压调节在Vdc=500V。升压变换器占空比固定(如PV示波器D= 0.5)。
T = 0.25秒达到稳定状态。因此，PV电压为V_PV =（1-D）* VDC =（1-0.5）* 500 = 250 V（参见光伏范围的Vmean轨迹）。PV阵列输出功率为96 kW（请参阅PV范围上的PMEAN迹线），而使用1000W / m ^ 2辐照度的指定的最大功率为100.7 kW。在25 kV总线上相位电压和电流的范围网格观察到相位（单位功率因数）。在T = 0.4秒MPPT处启用。MPPT调节器通过不同的占空比开始调节PV电压，以提取最大功率。当占空比为d = 0.454时获得最大功率（100.4 kW）。
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。
在T = 1.2秒时，当辐照度降低至250W / m ^ 2时，占空比为d = 0.461。相应的PV电压和功率是Vmean = 268 V和PMean = 24.3 kW。请注意，MMPT继续在此快速辐照度变化期间跟踪最大功率。
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。
参考
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:
