PV Array

Реализуйте модули PV массивов

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Возобновляемые источники энергии / Солнечный

Описание

Блок PV Array реализует массив фотоэлектрических (PV) модули. Массив создается из строк модулей, соединенных параллельно, каждая строка, состоящая из модулей, соединенных последовательно. Этот блок позволяет вам предварительно установленным модулям PV модели от Системного Советника Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) Модель (январь 2014), а также модули PV, которые вы задаете.

Блок PV Array является пятью моделями параметра использование текущего источника IL (сгенерированный светом ток), диод (I0 и nI параметры), серийный RS сопротивления и сопротивление шунта Rsh, чтобы представлять облученность - и температурно-зависимые характеристики I-V модулей.

Диод характеристики I-V для одного модуля задан уравнениями

Id=I0[exp(VdVT)1]

VT=kTq×nI×Ncell

где:

Id= диод, текущий (A)
Vd= диодное напряжение (V)
I0= диодное насыщение, текущее (A)
nI= диодный фактор идеальности, номер близко к 1,0
k= Болцмен, постоянный = 1.3806e-23 J.K-1
q= заряд электрона = 1.6022e-19 C
T= температура ячейки (K)
Ncell= количество ячеек, соединенных последовательно в модуле

Параметры

Вкладка параметров

Parallel strings

Количество строк подключенных последовательно модулей, которые соединяются параллельно. Значением по умолчанию является 40.

Series-connected modules per string

Количество модулей PV, соединенных последовательно в каждой строке. Значением по умолчанию является 10.

Module

Выберите User-defined или предварительно установленный модуль PV от базы данных NREL System Advisory Model. Более чем 10 000 модулей перечислены от основных производителей, отсортированных в алфавитном порядке. База данных NREL включает таблицы данных производителя, измеренные под стандартными условиями испытания (STC) (irradiance=1000 W/m2, temperature=25 градусы по Цельсию).

Когда вы выбираете модуль, эти данные из обновлений базы данных NREL, когда вы применяете свои изменения: Ncell, Voc, Isc, Vmp, максимальная мощность Импорта, а также температурные коэффициенты Voc и Isc. Функция вычисляет пять соответствующих параметров модели (IL, I0, nI, Rsh, RS), использование оптимизации функционирует, и отображает их на правой стороне диалогового окна.

Когда вы выбираете User-defined, можно ввести собственные спецификации для данных о модуле (Ncell, Voc, Isc, Vmp, Импорт и температурные коэффициенты Voc и Isc). Когда вы применяете изменения, функция вычисляет эти пять параметров модели.

Значением по умолчанию является 1Soltech 1STH-215-P.

Maximum Power (W)

Степень получена в точке максимальной мощности (Vmp, Импорт). Pmax вычисляется как Pmax = Vmp × Imp. Значением по умолчанию является 213.15 W.

Cells per module (Ncell)

Количество ячеек на модуль. Значением по умолчанию является 60.

Open circuit voltage Voc (V)

Напряжение получило, когда терминалы массивов оставляют открытыми. Значением по умолчанию является 36.3 V.

Short-circuit current Isc (A)

Текущий полученный, когда терминалы массивов сорваны. Значением по умолчанию является 7.84 A.

Voltage at maximum power point Vmp (V)

Напряжение в точке максимальной мощности. Значением по умолчанию является 29 V.

Current at maximum power point Imp (A)

Текущий в точке максимальной мощности. Значением по умолчанию является 7.35 A.

Temperature coefficient of Voc (%/deg.C)

Задает изменение Voc как функция температуры. Напряжение разомкнутой цепи в температурном T получено как

VocT = Voc (1 + beta_Voc (T –25)),

где Voc является напряжением разомкнутой цепи на уровне 25 градусов по Цельсию, VocT является напряжением разомкнутой цепи в температурном T (в градусах C), beta_Voc является температурным коэффициентом (в % / градусы по Цельсию), и T является температурой в градусах C.

Значением по умолчанию является -0.36099 % / градус. C.

Temperature coefficient of Isc (%/deg.C)

Задает изменение Isc как функция температуры. Короткая схема, текущая в температурном T, получена как

IscT = Isc (1 + alpha_Isc (T –25)),

где Isc является короткой схемой, текущей на уровне 25 градусов по Цельсию, IscT является короткой схемой, текущей в температурном T (в градусах C), alpha_Isc является температурным коэффициентом (в % / градусы по Цельсию), и T является температурой в градусах C.

Значением по умолчанию является 0.102 % / градус. C.

Display I-V and P-V characteristics of...

Чтобы отобразить I-V и характеристики P-V одного модуля или целого массива, для переменной облученности или для переменных температур, выбирают опцию:

one module @ 25 deg. C & specified irradiances
array @ 25 deg. C & specified irradiances
array @ 1000 W/m2 & specified temperatures

Выбранные характеристики отображаются, когда вы нажимаете Plot.

Значением по умолчанию является array @ 1000 W/m2 & specified temperatures.

Irradiances (W/m2)

Этот параметр доступен, только если Display I-V and P-V characteristics of установлен в one module @ 25 deg.C & specified irradiances или array @ 25 deg. C & specified irradiances. Введите вектор облученности в W/m2. Значением по умолчанию является [ 1000 500 100 ].

T_cell (deg. C)

Этот параметр доступен, только если Display I-V and P-V characteristics of установлен в array @ 1000 W/m2 & specified temperatures. Введите вектор температур в градусах C. Значением по умолчанию является [45 25] градус. C.

Light-generated current IL (A)

Текущий для одного модуля под STC, вытекая из управляемого текущего источника, который моделирует сгенерированный светом ток. Функция оптимизации определяет этот параметр, чтобы соответствовать данным о модуле. Значением по умолчанию является 7.8649 A.

Diode saturation current I0 (A)

Насыщение, текущее из диода, моделируя массив PV для одного модуля под STC. Функция оптимизации определяет этот параметр, чтобы соответствовать данным о модуле. Значением по умолчанию является 2.9259e-10 A.

Diode ideality factor

Фактор идеальности диода, моделируя массив PV. Функция оптимизации определяет этот параметр, чтобы соответствовать данным о модуле. Значением по умолчанию является 0.98117.

Shunt resistance Rsh (ohms)

Шунтируйте сопротивление модели для одного модуля под STC. Функция оптимизации определяет этот параметр, чтобы соответствовать данным о модуле. Значением по умолчанию является 313.3991 Ω.

Series resistance Rs (ohms)

Серийное сопротивление модели для одного модуля под STC. Функция оптимизации определяет этот параметр, чтобы соответствовать данным о модуле. Значением по умолчанию является 0.39383 Ω.

Вкладка "Дополнительно"

Break algebraic loop in internal model

По умолчанию этот параметр не выбран. Вы затем получаете алгебраический цикл во внутренней диодной модели, обоих в непрерывной модели или в дискретной модели. Если вы используете блок в дискретной системе с помощью времен большой выборки, этот алгебраический цикл требуется, чтобы получать итеративное, точное решение для очень нелинейных диодных характеристик. Например, массив PV, соединенный со средней моделью власти электронный конвертер, запускается с шагом расчета, столь же большим как 50e-6 секунда и Simulink® могут решить алгебраический цикл.

Когда блок PV array соединяется с подробной степенью электронный конвертер, где действительные переключатели симулированы, необходимо задать время небольшой выборки, чтобы получить точное разрешение в импульсной генерации PWM (например, 1e-6 секунда с инвертором PWM на 5 кГц). В этом случае, чтобы ускорить симуляцию, выберите этот параметр, чтобы повредить алгебраический цикл.

Когда модель будет дискретна, повредите алгебраический цикл при помощи задержки с одним шагом симуляции. Этот подход может вызвать числовые колебания, если шаг расчета является слишком большим.

Когда модель будет непрерывна, повредите алгебраический цикл при помощи фильтра первого порядка. Параметр Time constant (s) затем становится видимым.

Когда модель использует алгебраический цикл (т.е. параметр не выбран), текущий, и фильтры измерения напряжения используются в непрерывном и дискретной модели, чтобы помочь решить алгебраический цикл. Параметр The Measurement Filter Time constant (s) затем становится видимым.

Time constant (s)

Постоянная времени фильтра отображается в непрерывной модели только, когда Break algebraic loop in internal model выбран. Значением по умолчанию является 1e-6 секунда.

Measurement Filter Time constant (s)

Постоянная времени фильтра измерения отображается и в дискретной и в непрерывной модели, когда Break algebraic loop in internal model не выбран. Значением по умолчанию является 5e-5 секунда.

Вводы и выводы

lr

Соедините с этим входом представление Сигнала Simulink различная облученность солнца в W/m2.

T

Соедините с этим входом представление Сигнала Simulink различная температура ячейки в градусах C.

m

Выходной вектор Simulink, содержащий пять сигналов. Можно выбрать эти сигналы с помощью блока Bus Selector в Библиотеке Simulink.

СигналИмя сигналаОпределение
1

V_PV

Напряжение PV массивов (V)

2

I_PV

Массив PV, текущий (A)

3

I_diode

диод, текущий (A)

4

Облученность (W/m2)

Облученность (W/m2)

5

Температура (градус C)

Температура (градусы по Цельсию)

Представленный в R2015a