PV Array

Реализуйте модули массивов

  • 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 состояла из модулей, соединенных последовательно. Этот блок позволяет вам модели предустановленные модули PV от Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) System Advisor Модели (2018), а также модули PV, которые вы задаете.

Блок PV Array является пятипараметрической моделью, использующей светочувствительный источник тока (IL), диод, последовательное сопротивление (Rs) и сопротивление шунта (Rsh), чтобы представлять облучительно-зависимые от температуры характеристики I-V модулей.

Характеристики диода I-V для одного модуля заданы уравнениями

Id=I0[exp(VdVT)1]

VT=kTq×nI×Ncell

где:

I d Ток диода (A)
V d Диодное напряжение (V)
I 0 Ток насыщения диода (A)
nI Коэффициент идеальности диода, число, близкое к 1,0
k Постоянная Больцмана = 1.3806e-23 J.K-1
q Заряд электрона = 1.6022e-19 C
T Температура камеры (K)
Ncell Количество камер, соединенных последовательно в модуле

Порты

Вход

расширить все

Управляющий сигнал, определяющий, что излучение, приложенное к солнечным панелям, задается как скаляр в области значений [0, 1000], в W/m2.

Управляющий сигнал, определяющий температуру камер, заданную как скаляр, в степенях Цельсия. Вход может быть конечным отрицательным, нулевым или положительным значением.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, очистите параметр Robust discrete model.

Выход

расширить все

Измерения, возвращенные как пятиэлементный вектор. Можно выбрать эти сигналы с помощью блока Bus Selector в Simulink® библиотека.

СигналИмя сигналаОпределение
1

V_PV

Напряжение массива PV (V)

2

I_PV

Ток массива PV (A)

3

I_diode

диодный ток (A)

4

Облучение (W/m2)

Облучение (W/m2)

5

Температура (град. C)

Температура (степени C)

Сохранение

расширить все

Специализированный электрический порт сопоставлен с положительным выводом массива PV.

Специализированный электрический порт сопоставлен с отрицательным выводом массива PV.

Параметры

расширить все

Параметры

Количество строк последовательно соединенных модулей, которые соединены параллельно.

Количество модулей PV, соединенных последовательно в каждой строке.

Отобразите характеристики I-V и P-V одного модуля или всего массива, для переменного облучения или для переменных температур. Выбранные характеристики отображаются при нажатии кнопки Plot.

Вектор облучений в Вт/м2. Вектор должен иметь по крайней мере один элемент. Кнопка Plot покажет характеристики модулей I-V и P-V для каждого излучения, перечисленного в векторе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Display I-V and P-V characteristics of равным one module @ 25 deg.C & specified irradiances или array @ 25 deg. C & specified irradiances.

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Display I-V and P-V characteristics of равным array @ 1000 W/m2 & specified temperatures.

Выберите User-defined или предустановленный 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 таблицы данных производителя, измеренные в стандартных условиях испытания (STC), где облучение составляет 1000 Вт/м2 а температура 25 степени Цельсия.

Примечание

В релизах ранее R2021a список модулей включает модули производителя, которые больше не присутствуют в списке. Если вы используете один из этих модулей, блок устанавливает параметр Module равным User-defined и не изменяет значения параметров данных модуля.

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

  • Cells per module (Ncell)

  • Open circuit voltage Voc (V)

  • Short-circuit current Isc (A)

  • Voltage at maximum power point Vmp (V)

  • Current at maximum power point Imp (A)

  • Temperature coefficient of Voc (%/deg.C)

  • Temperature coefficient of Isc (%/deg.C)

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

  • Light-generated current IL (A)

  • Diode saturation current I0 (A)

  • Diode ideality factor

  • Shunt resistance Rsh (ohms)

  • Series resistance Rs (ohms)

Когда вы выбираете User-defined, введите свои собственные спецификации для параметров данных модуля. Когда вы применяете изменения, функция вычисляет пять параметров модели.

Степень, полученная в точке максимальной степени. Максимальная степень вычисляется как Pmax = Vmp x Imp, где:

  • Pmax - значение параметра Maximum Power (W).

  • Vmp - значение параметра Voltage at maximum power point Vmp (V).

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

Этот параметр доступен только для чтения.

Количество камер на модуль.

Напряжение в 25 степенях Цельсия, полученное, когда клеммы массива остаются открытыми.

Ток на 25 степенях Цельсия получен, когда клеммы массива коротко замкнуты.

Напряжение в точке максимальной степени.

Ток в точке максимальной степени.

Определяет изменение Voc как функцию от температуры. Напряжение разомкнутой цепи при T температуры получается как

Voc T = Voc (1 + beta_Voc (T –25)),

где Voc - напряжение разомкнутой цепи при 25 степенях C, VocT - напряжение разомкнутой цепи при T температуры (в степенях C), beta_Voc - температурный коэффициент (в %/степени C), и T - температура в степенях C.

Определяет изменение Isc как функцию от температуры. Ток короткой схемы при T температуры получается как

Isc T = Isc (1 + alpha_Isc (T –25)),

где Isc - ток короткая схема при 25 степенях C, IscT - ток короткая схема при T температуры (в степенях C), alpha_Isc - температурный коэффициент (в %/степени C) и T - температура в степенях C.

Ток для одного модуля под STC, вытекающий из управляемого источника тока, который моделирует световой ток. Оптимизационная функция определяет этот параметр, чтобы соответствовать данным модуля. Этот параметр доступен только для чтения.

Ток насыщения диода, моделирующего массив PV для одного модуля при STC. Оптимизационная функция определяет этот параметр, чтобы соответствовать данным модуля. Этот параметр доступен только для чтения.

Коэффициент идеальности диода, моделирующего массив PV. Оптимизационная функция определяет этот параметр, чтобы соответствовать данным модуля. Этот параметр доступен только для чтения.

Сопротивление шунта модели для одного модуля при STC. Оптимизационная функция определяет этот параметр, чтобы соответствовать данным модуля. Этот параметр доступен только для чтения.

Последовательное сопротивление модели для одного модуля при STC. Оптимизационная функция определяет этот параметр, чтобы соответствовать данным модуля. Этот параметр доступен только для чтения.

Расширенный

Когда выбран, устойчивый решатель итератирует, чтобы разрешить алгебраический цикл во внутренней диодной модели. Максимальное количество итераций задано на вкладке Preferences блока powergui, в разделе Solver details for nonlinear elements. Для приложений реального времени, возможно, потребуется ограничить количество итераций. Устойчивый решатель является рекомендуемым методом дискретизации модели PV Array. Когда выбран, температура камеры задается параметром Cell temperature, in deg.C. (input 2 is disabled), и порт T скрыт.

При очистке алгебраический цикл управляется параметром Break algebraic loop in internal model.

Для получения дополнительной информации о том, какой метод использовать в вашем приложении, смотрите Симуляция дискретизированных электрических систем.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Simulation type блока powergui равным Discrete.

Задайте температуру камеры в степенях Цельсия.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Robust discrete model.

Выберите, чтобы прервать алгебраический цикл внутренней диодной модели. В дискретных моделях параметр видим только, если параметр Robust discrete model очищен.

Если вы используете блок в непрерывной системе, алгебраический цикл вырезается с помощью фильтра первого порядка.

Если вы используете блок в дискретной системе, алгебраический цикл вырезается с помощью задержки с одним шагом симуляции. Этот подход может вызвать числовые колебания, если шаг расчета симуляции слишком велико. Например, блок PV Array, соединенный со средней моделью преобразователя степени, может запускаться со шаг расчета, таким большим 50e-6 секунд. В этом случае алгебраический цикл требуется, чтобы получить итеративное, точное решение для высоко нелинейных характеристик диода. Если шаг расчета симуляции маленькая, например 1e-6 для блока PV Array, подключенного к детализированному силовому электронному конвертеру с помощью реальных переключателей и PWM-инвертора 5 кГц, выберите этот параметр, чтобы ускорить симуляцию и получить точное разрешение.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите Robust discrete model.

Когда параметр Break algebraic loop in internal model выбран, алгебраический цикл вырезается с помощью фильтра первого порядка, когда симуляция непрерывна. Если вы используете блок в дискретной системе, алгебраический цикл вырезается с помощью задержки с одним шагом симуляции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Break algebraic loop in internal model и в блоке powergui установите Simulation type Continuous.

Когда параметр Break algebraic loop in internal model очищен, фильтры измерения используются внутри выхода измерения, m, для напряжения массива PV (сигнал 1) и тока матрицы PV (сигнал 2).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите Robust discrete model и Break algebraic loop in internal model.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.
Введенный в R2015a