Однофазный, 240 Vrms, массив PV без преобразования 3500 Вт
Этот пример показывает операцию типичной бездатчиковой фотоэлектрической (PV) жилой системы, соединенной с электрической коммунальной сеткой.
Массив PV
Модель массива PV SPS реализует массив PV, созданный из последовательных и параллельных модулей PV. Это позволяет моделировать различные предустановленные модули PV, доступные от NREL System Advisor Model (январь 2014), а также пользовательский модуль PV. Блок массива PV имеет два входа, которые позволяют вам подавать изменяющиеся данные о солнечном излучении (вход Ir в W/m ^ 2) и температуре (вход T в deg. C).
В нашем примере массив состоит из одной строки из 14 модулей Trina Solar TSM-250, соединенных последовательно. При 25 ° C и при солнечном облучении 1000 W/m2 строка может выдать 3500 Вт.
Два небольших конденсатора, подключенных к клеммам + и - массива PV, используются для моделирования паразитной емкости между модулями PV и землей.
Однофазный преобразователь постоянного тока/переменного тока
Инвертор моделируется с помощью управляемого ШИМ однофазного полномостового IGBT модуля (H-моста). Топология фильтра со стороны сетки является классическим строением LCL с индукторами, разделенными поровну между линией и нейтральными ветвями.
Управление инвертором
Система управления содержит пять основных подсистем на основе Simulink ®:
Контроллер MPPT: Контроллер отслеживания максимальной точки степени (MPPT) основан на методе 'Perturb and Observe'. Эта система MPPT автоматически изменяет опорный сигнал VDC регулятора VDC инвертора, порядка получить напряжение постоянного тока, которое будет извлекать максимальную степень из строки PV.
Регулятор VDC: Определите необходимую Id (активный ток) ссылку для регулятора тока.
Регулятор тока: На основе ссылок тока Id и Iq (реактивный ток), регулятор определяет необходимые опорные напряжения для инвертора. В нашем примере ссылка Iq задается равной нулю.
PLL & Measurements: Требуется для синхронизации и измерений напряжения/тока.
Генератор PWM: Используйте метод биполярной модуляции PWM, чтобы сгенерировать сигналы запуска к IGBTs. В нашем примере частота несущей ШИМ устанавливается на 3780 Гц (63 * 60).
Загрузка и утилитная сетка
Сетка моделируется с помощью типового установленного на полюсе трансформатора и идеального источника переменного тока 14,4 кВрмс. Трансформатор 240V вторичной обмоткой соединены по центру, а центральный нейтральный провод заземлен через небольшое сопротивление Rg. Жилая нагрузка (10 кВт/4 квар при 240 Врмс) равномерно распределена между двумя «горячими» (120 В) терминалами.
Симуляция
Запустите симуляцию и наблюдайте получившиеся сигналы на различных возможностях.
Начальное входное облучение модели массива PV составляет 250 W/m2, а рабочая температура составляет 25 ° C. Когда достигается установившееся состояние (около t = 0,25 сек.), получаем PV напряжение (Vdc_mean) 424,5 В и извлеченную степень (Pdc_mean) от массива 856 Вт. При t = 0,4 с солнечное излучение быстро растёт с 250 Вт/м ^ 2 до 750 Вт/м ^ 2. Из-за операции MPPT система управления увеличивает ссылку VDC до 434,2 В порядка чтобы извлечь максимальную степень из строки PV (2624 Вт). Эти значения хорошо соответствуют ожидаемым значениям. Чтобы подтвердить это, используйте кнопку Plot меню PV Array, чтобы построить графики характеристик I-V и P-V строки PV на основе спецификаций производителя.
Если вы посмотрите на ток утечки (Ig возможностей), вы заметите, что нет тока, протекающего через блуждающую емкость модулей PV. Это связано с использованием метода PWM и топологией фильтра. Теперь, если вы выберете метод однополярной модуляции PWM (с помощью меню Inverter control) и повторите симуляцию, вы увидите значительный ток утечки в системе.