并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真-在線瀏覽
2024-08-10 00:08本頁(yè)面
【正文】 P250520/Wd型號(hào)光伏電池為例，其中包括：Isc、Voc、等參數(shù)，就能在一定精度下等效仿真光伏陣列的IV特性，滿足計(jì)算機(jī)分析的需求。表21 SUNFECH公司的STP250520/Wd光伏電池參數(shù)Pm250WVmpImpVocIsc效率%工作溫度400800最大系統(tǒng)電壓1000V DC在上述中推導(dǎo)出來(lái)的光伏電池輸出電流表達(dá)式(25)，是基于物理原理的最基本的解析表達(dá)式，但由于光伏電池供應(yīng)商不向用戶提供表達(dá)式中的若干參數(shù)如RS、VL、IL等，且其參數(shù)與環(huán)境的關(guān)聯(lián)度較大，難以在工程實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用，因此不適用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用，需要在式(25)的基礎(chǔ)上做以下近似：（1）忽略(VL+ILRS)Rsh項(xiàng)，因?yàn)橥ǔsh較大，為幾千歐姆，所以該項(xiàng)遠(yuǎn)小于光電流，可以省略不記。設(shè)定兩個(gè)中間參數(shù)A，B，通過(guò)以上兩個(gè)條件建立硅太陽(yáng)電池的工程用數(shù)學(xué)模型，光伏電池的IV方程可簡(jiǎn)化為I=ISC[1A(eVBVOC1)] (26)在最大功率點(diǎn)時(shí)，V=Vm，I=Im，可得 Im=[1A(eVmBVoc1)] (27)由于在常溫條件下eVmBVoc》1可忽略式中的“1”項(xiàng)，解出AA=(1ImIsc)eVmBVoc (28)注意到開(kāi)路狀態(tài)下，當(dāng)I=0時(shí)，V=Voc，并將(28)帶入(26) 并忽略“1”項(xiàng)得：B=(VmVoc1)/ln?(1Im/Isc) (29)因此，通過(guò)式(28)、(29)只需要輸入光伏電池通常的技術(shù)參數(shù)Isc、Voc、Vm、Im、就可以通過(guò)計(jì)算得出A和B，進(jìn)而由式（27）得到光伏陣列輸出電壓和電流的關(guān)系。通?？刹捎玫姆椒ㄊ怯晒夥姵毓?yīng)商提供的參數(shù)，即標(biāo)準(zhǔn)日照強(qiáng)度Sref和標(biāo)準(zhǔn)溫度Tref下的參數(shù)值，估算出實(shí)際日照強(qiáng)度和實(shí)際溫度下的參數(shù)再代入實(shí)用表達(dá)式(27)得到實(shí)際情況下的IV特性曲線。=IscSSref(1+a△T) (213)Uoc39。=ImSSref+(1+a△T) (215)Um39。以表21列舉的光伏模塊參數(shù)為仿真對(duì)象，依照上節(jié)推導(dǎo)出的公式在MATLAB/SIMULINK下建立仿真模型對(duì)光伏電池進(jìn)行IV特性分析。其中圖26為輸出IV曲線，該曲線與縱軸的交點(diǎn)為光伏電池短路電流，與橫軸的交點(diǎn)為開(kāi)路電壓參數(shù)。圖26 光伏電池的輸出IV特性曲線圖27 光伏電池的輸出PV特性曲線當(dāng)光伏電池溫度保持在25176。圖28同一溫度、不同光照下的IV曲線由圖229可知，在溫度不變、光照強(qiáng)度改變的情況下，光伏電池的輸出與光照強(qiáng)度成正比關(guān)系，即光照越強(qiáng)，輸出越大。在一定的福照度和溫度條件下，光伏陣列具有唯一的最大功率點(diǎn)，即圖中的M點(diǎn)，與之相對(duì)應(yīng)的電壓、電流稱(chēng)之為最大功率點(diǎn)電壓Vm，和最大功率點(diǎn)電流Im。因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，提高系統(tǒng)整體效率的一個(gè)重要途徑就是實(shí)時(shí)調(diào)整光伏陣列的直流側(cè)電壓，使之始終工作在最大功率點(diǎn)附近，這個(gè)過(guò)程就稱(chēng)之為最大功率點(diǎn)跟蹤(maximum power point tracking，MPPT)。CVT法把光伏陣列電壓始終控制在最大值處，控制極簡(jiǎn)單，外界環(huán)境不變時(shí)輸出直流電壓穩(wěn)定，極大提高了輸出的電能質(zhì)量，但相對(duì)的，跟蹤精度也較差，適應(yīng)性弱，無(wú)法跟隨環(huán)境的變化，常常造成輸出功率的損失，外界環(huán)境變化較大時(shí)可能會(huì)使得電池電壓低于設(shè)定值，造成輸出功率為零，使系統(tǒng)利用率嚴(yán)重降低，加劇電網(wǎng)功率缺額。擾動(dòng)觀察法是目前研究較熱門(mén)同時(shí)也是較為常用的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，也稱(chēng)為登山法（Hill Climbing Method）。擾動(dòng)觀察法是一種真正的最大功率點(diǎn)跟蹤，具有容易實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，被測(cè)參數(shù)少的優(yōu)點(diǎn)。電導(dǎo)增量法也是 MPPT 控制比較常用的一種方法。光伏陣列的 PV 曲線是一條單峰值曲線，在最大功率點(diǎn)必定有dPdV0，V大于最大功率點(diǎn)電壓。該方法的最大優(yōu)點(diǎn)是在光照強(qiáng)度變化時(shí)，光伏陣列輸出電壓能以平穩(wěn)方式跟蹤其變化，而且穩(wěn)態(tài)的振蕩也較小，理論上相比前兩種算法改善了系統(tǒng)輸出的電能質(zhì)量。 DCDC變換器的分析從電路理論中的阻抗匹配原則可知：在線性電路中，當(dāng)外部負(fù)載等效電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，外部負(fù)載可以獲得最大輸出功率。雖然光伏電池和電力電子變換器都是非線性元件，但是在短時(shí)
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