exponenta event banner

Массив PV

Внедрение модулей массива PV

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Источники

  • PV Array block

Описание

Блок PV Array реализует массив фотоэлектрических (PV) модулей. Массив построен из строк модулей, соединенных параллельно, каждая строка состоит из модулей, соединенных последовательно. Этот блок позволяет моделировать предустановленные модули PV из модели NREL System Advisor (2018), а также модули PV, которые вы определяете.

Блок матрицы PV представляет собой пятипараметрическую модель, использующую источник тока, генерируемый светом (IL), диод, последовательное сопротивление (Rs) и шунтирующее сопротивление (Rsh) для представления зависимых от излучения и температуры I-V характеристик модулей.

Характеристики диода I-V для одного модуля определяются уравнениями

Id = I0 [exp (VdVT) − 1]

VT = kTq × nI × Ncell

где:

Я бы Ток диода (A)
V d Диодное напряжение (В)
I 0 Ток насыщения диодов (A)
nI Коэффициент идеальности диода, число близкое к 1,0
k Константа Больцмана = 1.3806е-23 J.K-1
q Заряд электронов = 1,6022e-19 C
T Температура ячейки (К)
Ncell Количество ячеек, соединенных последовательно в модуле

Порты

Вход

развернуть все

Управляющий сигнал, определяющий, что излучение, применяемое к солнечным панелям, указывается как скаляр в диапазоне [0, 1000], в W/m2.

Управляющий сигнал, определяющий температуру ячеек, заданную как скаляр, в градусах Цельсия. Входной сигнал может быть конечным отрицательным, нулевым или положительным значением.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, очистите параметр Rustible discrete model.

Продукция

развернуть все

Измерения, возвращаемые как пятиэлементный вектор. Эти сигналы можно выбрать с помощью блока выбора шины в библиотеке Simulink ®.

СигналИмя сигналаОпределение
1

V_PV

Напряжение матрицы PV (В)

2

I_PV

Ток массива PV (A)

3

I_diode

ток диода (A)

4

Облучение (W/m2)

Облучение (W/m2)

5

Температура (град. C)

Температура (градусы C)

Сохранение

развернуть все

Специализированный электрический консервационный порт, связанный с положительным выводом матрицы PV.

Специализированный электрический консервационный порт, связанный с отрицательным выводом матрицы PV.

Параметры

развернуть все

Параметры

Количество строк последовательно соединенных модулей, которые соединены параллельно.

Количество модулей PV, соединенных последовательно в каждой строке.

Отображение характеристик I-V и P-V одного модуля или всей матрицы для переменной освещенности или для переменной температуры. Выбранные признаки отображаются при нажатии кнопки График (Plot).

Вектор облучения в W/m2. Вектор должен иметь по крайней мере один элемент. Кнопка Plot отображает характеристики модуля I-V и P-V для каждого излучения, указанного в векторе.

Зависимости

Для включения этого параметра установите для параметров Display I-V и P-V значение one module @ 25 deg.C & specified irradiances или array @ 25 deg. C & specified irradiances.

Вектор температур в градусах Цельсия. Вектор должен иметь по крайней мере один элемент. Кнопка Plot отображает характеристики модуля I-V и P-V для каждой рабочей точки температуры, указанной в векторе.

Зависимости

Для включения этого параметра установите для параметров Display I-V и P-V значение array @ 1000 W/m2 & specified temperatures.

Выбрать User-defined или предварительно установленный модуль PV из базы данных NREL System Advisory Model. Более 10 000 модулей перечислены от основных производителей, отсортированы в алфавитном порядке. База данных NREL включает в себя листы данных изготовителя, измеренные в стандартных условиях испытаний (STC), где степень облучения составляет 1000 W/m2, а температура - 25 градусов Цельсия.

Примечание

В более ранних версиях, чем R2021a, список модулей включает модули изготовителя, которые больше не присутствуют в списке. При использовании одного из этих модулей блок устанавливает для параметра Module значение User-defined и не изменяет значения параметров данных модуля.

При выборе модуля эти параметры обновляются данными из базы данных NREL:

  • Ячейки на модуль (Ncell)

  • Напряжение в разомкнутой цепи Voc (В)

  • Ток короткого замыкания Isc (A)

  • Напряжение в точке максимальной мощности Vmp (V)

  • Ток в точке максимальной мощности Imp (A)

  • Температурный коэффициент Лос (%/град. C)

  • Температурный коэффициент Isc (%/° C)

Функция вычисляет эти пять соответствующих параметров модели с помощью функции оптимизации и отображает их в правой части диалогового окна.

  • Генерируемый светом ток IL (A)

  • Ток насыщения диодов I0 (A)

  • Коэффициент идеальности диода

  • Шунтирующее сопротивление Rш (Ом)

  • Последовательное сопротивление Rs (Ом)

При выборе User-definedвведите собственные спецификации для параметров данных модуля. При применении изменений функция вычисляет пять параметров модели.

Мощность, полученная в точке максимальной мощности. Максимальная мощность рассчитывается как Pmax = Vmp x Imp, где:

  • Pmax - значение параметра Максимальная мощность (W).

  • Vmp - значение параметра Напряжение в точке максимальной мощности Vmp (V).

  • Imp - значение параметра Current at maximum power point Imp (A).

Этот параметр доступен только для чтения.

Количество ячеек на модуль.

Напряжение при 25 градусах Цельсия получается, когда клеммы матрицы остаются открытыми.

Ток при 25 градусах Цельсия, получаемый при коротком замыкании клемм массива.

Напряжение в точке максимальной мощности.

Ток в точке максимальной мощности.

Определяет изменение Voc как функцию температуры. Напряжение разомкнутой цепи при температуре Т получают как

Лос Т = Лос (1 + beta_Voc (T -25)),

где Voc - напряжение разомкнутой цепи при 25 ° C, VocT - напряжение разомкнутой цепи при температуре T (в градусах C), beta_Voc - температурный коэффициент (в %/градусах C), а T - температура в градусах C.

Определяет изменение Isc как функцию температуры. Ток короткого замыкания при температуре Т получают в виде

Isc T = Isc (1 + alpha_Isc (T -25)),

где Isc - ток короткого замыкания при 25 ° C, IscT - ток короткого замыкания при температуре T (в градусах C), alpha_Isc - температурный коэффициент (в %/градусах C) и T - температура в градусах C.

Ток для одного модуля под STC, вытекающий из управляемого источника тока, моделирующего генерируемый светом ток. Функция оптимизации определяет этот параметр в соответствии с данными модуля. Этот параметр доступен только для чтения.

Ток насыщения диода, моделирующего матрицу PV для одного модуля под STC. Функция оптимизации определяет этот параметр в соответствии с данными модуля. Этот параметр доступен только для чтения.

Коэффициент идеальности диода, моделирующего матрицу PV. Функция оптимизации определяет этот параметр в соответствии с данными модуля. Этот параметр доступен только для чтения.

Шунтирующее сопротивление модели для одного модуля под STC. Функция оптимизации определяет этот параметр в соответствии с данными модуля. Этот параметр доступен только для чтения.

Последовательное сопротивление модели для одного модуля под STC. Функция оптимизации определяет этот параметр в соответствии с данными модуля. Этот параметр доступен только для чтения.

Расширенный

При выборе этого параметра надежный решатель выполняет итерацию для разрешения алгебраического контура в модели внутреннего диода. Максимальное количество итераций задается на вкладке Настройки блока powergui в разделе Сведения о решателе для нелинейных элементов. Для приложений реального времени может потребоваться ограничить число итераций. Надежный решатель является рекомендуемым методом дискретизации модели массива PV. При выборе этого параметра температура ячейки задается параметром Cell temperature, в градусах C. (вход 2 отключен), а порт T скрыт.

Если флажок снят, алгебраический цикл управляется алгебраическим циклом разрыва во внутреннем параметре модели.

Дополнительные сведения о том, какой метод следует использовать в приложении, см. в разделе Моделирование дискретизированных электрических систем.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Simulation type блока powergui значение Discrete.

Укажите температуру ячейки в градусах Цельсия.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Надежная дискретная модель.

Выберите этот параметр, чтобы разорвать алгебраическую петлю модели внутреннего диода. В дискретных моделях параметр отображается только в том случае, если параметр Надежная дискретная модель снят.

При использовании блока в непрерывной системе алгебраический цикл разрезается с помощью фильтра первого порядка.

При использовании блока в дискретной системе алгебраический цикл разрезается с помощью одношаговой временной задержки. Такой подход может вызвать численные колебания, если время выборки при моделировании слишком велико. Например, блок PV Array, подключенный к средней модели преобразователя мощности, может работать с временем выборки, равным 50e-6 секунд. В этом случае алгебраическая петля необходима для получения итеративного, точного решения для высоколинейных характеристик диода. Если время выборки моделирования невелико, например, 1e-6 в секундах для блока PV Array, подключенного к подробному силовому электронному преобразователю с использованием реальных переключателей и PWM-инвертора 5 кГц, выберите этот параметр, чтобы ускорить моделирование и получить точное разрешение.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Надежная дискретная модель.

Если выбран параметр Разорвать алгебраический цикл во внутренней модели (Break algebraic loop in internal model), то при непрерывном моделировании алгебраический цикл разрезается с помощью фильтра первого порядка. При использовании блока в дискретной системе алгебраический цикл разрезается с помощью одношаговой временной задержки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Разорвать алгебраический цикл во внутренней модели и в блоке powergui задайте для параметра Тип моделирования значение Continuous.

Если разорвать алгебраический контур во внутреннем параметре модели, то для напряжения матрицы PV (сигнал 1) и тока матрицы PV (сигнал 2) внутри выходного сигнала измерения, m, используются фильтры измерения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, снимите флажки «Надежная дискретная модель» и «Разорвать алгебраический цикл» во внутренней модели.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен в R2015a