Этот пример показывает среднюю модель массива на 100 кВт, соединенного с сеткой на 25 кВ через конвертер повышения DC-DC и трехфазный трехуровневый VSC.
Пьер Жиру, Гильберт Сибилл (Hydro-Quebec, IREQ) Карлос Осорио, Shripad Chandrachood (MathWorks)
Массив PV на 100 кВт соединяется с сеткой на 25 кВ через конвертер повышения DC-DC и трехфазный трехуровневый Исходный конвертер напряжения (VSC). Отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) реализовано в конвертере повышения посредством модели Simulink® использование метода 'Perturb & Observe'.
Другой пример (см. power_PVarray_grid_det модель), использование подробные модели для DC_DC и конвертеров VSC. В этой подробной модели контроллер MPPT основан на 'Инкрементной Проводимости + Интегральный Регулятор' метод.
Средняя модель содержит следующие компоненты.
Массив PV, обеспечивающий максимум 100 кВт в 1000 облученности солнца W/m^2.
Конвертер повышения DC-DC (оранжевые блоки)
3-уровневый 3-фазовый VSC (синие блоки).
100 кВА 260V/25kV трехфазный преобразователь связи.
Служебная сетка
Обратитесь к power_PVarray_grid_det модели для полного описания массива PV, конвертеров и связи с сеткой.
Основное различие между подробной моделью и этой средней моделью находится в способе, которым моделируются конвертер повышения DC-DC и трехфазный VSC. В этом среднем значении моделируют повышение, и конвертеры VSC представлены эквивалентными источниками напряжения, генерирующими напряжение переменного тока, усредненное по одному циклу переключающейся частоты. Такая модель не представляет гармоники, но динамика, следующая из системы управления и взаимодействия энергосистемы, сохраняется. Эта модель позволяет использовать намного большие временные шаги, чем подробная модель (50 микросекунд по сравнению с 1 микросекундой), приводя к намного более быстрой симуляции. Обратите внимание на то, что в среднем значении моделируют модель массивов PV, содержит алгебраический цикл. Этот алгебраический цикл требуется, чтобы получать итеративное и точное решение модели PV, когда времена большой выборки используются. Этот алгебраический цикл легко решен Simulink.
'Тревожат и Замечают, что' алгоритм MPPT реализован в Функциональном блоке MPPT Control MATLAB®.
Массив PV на 100 кВт состоит из 66 строк 5 подключенных последовательно модулей на 305,2 Вт, соединенных параллельно (66*5*305.2 Вт = 100,7 кВт). Спецификации производителя для одного модуля:
Количество подключенных последовательно ячеек: 96
Напряжение разомкнутой цепи: Voc = 64,2 В
Текущая короткая схема: Isc = 5,96 А
Напряжение и текущий в максимальной мощности: Vmp =54.7 В, Импорт = 5,58 А
Блок PV массивов имеет два входных параметров, которые позволяют вам переменную облученность солнца (введите 1 в W/m^2), и температура (вводит 2 в градусе. C. Облученность и температурные профили заданы блоком Signal Builder, который соединяется с входными параметрами PV массивов.
Запустите модель и наблюдайте следующую последовательность событий на Осциллографах.
Симуляция запускается со стандартных условий испытания (25 градусов. C, 1000 W/m^2).
С t=0 секунды к t = 0,3 секунды, рабочий цикл конвертера повышения фиксируется (D = 0.5 как показано на осциллографе PV). Получившееся напряжение PV поэтому V = (1D) *Vdc = (1-0.5) *500=250 V (см. трассировку V_PV на осциллографе PV). Выходная мощность PV массивов составляет 96 кВт (см. trace) Pmean, тогда как заданная максимальная мощность с 1000 облученности W/m^2 составляет 100,7 кВт. Наблюдайте относительно осциллографа Сетки ту фазу, напряжение и текущий в шине на 25 кВ находится в фазе (коэффициент мощности единицы).
В t=0.3 секунду включен MPPT. Регулятор MPPT начинает регулировать напряжение PV переменным рабочим циклом в порядке извлечь максимальную мощность. Максимальная мощность (100,7 кВт) получена, когда рабочий цикл является D=0.453.
С t=0.3 секунды до t=0.5 секунды массив PV действует в стандартных условиях испытания (25 градусов. C, 1000 W/m^2). Рабочий цикл D отличается между 0,450 и 0.459. Напряжение PV = 273,5 В (Nser*Vmp=5*54.7 = 273,5 В) и средняя степень = 100,7 кВт как ожидалось от спецификаций модуля PV.
С t=0.5 секунды до t=1.0 секунды облученность солнца сползается по сравнению с 1000 W/m^2 к 250 W/m^2. Это видно, что этот тип контроллера MPPT отслеживает максимальную мощность только, в то время как облученность остается постоянной.
С t=1.0 секунды до t=1.5 секунды, когда облученность остается постоянной и равной 250 W/m^2, рабочий цикл D отличается между 0,466 и 0.474. Соответствующее напряжение PV и степень являются V_PV = 265 В и Pmean=24.4 kW.
С t=1.5 секунды до t=6.0 секунды облученность солнца восстанавливается назад 1000 W/m^2, и затем температура отличается между 50 градусами. C. и 0 градусов. C. в порядке наблюдать влияние температуры. Обратите внимание на то, что максимальная выходная мощность PV (107,5 кВт) получена при минимальной температуре (0 градусов. C.
Для получения дополнительной информации на различных методах MPPT, обратитесь к следующей бумаге:
Моасир А. Г. де Брито, Леонардо П. Сампайю, Луиджи Г. Младший, Гильерме А. e Мело, Карлос А. Кэнезин "Сравнительный анализ Методов MPPT для Приложений PV", 2 011 Международных конференций по вопросам Чистой Электроэнергии (ICCEP).
Характеристики модуля были извлечены от Системного Советника NREL Модель (https://sam.nrel.gov/).
