光伏課程設(shè)計(jì)---光伏發(fā)電-閱讀頁(yè)
2025-06-25 13:27本頁(yè)面
【正文】 的輸出電流； IL為 PN結(jié)電流； I0為反向飽和電流； V為輸出電壓； T為絕對(duì)溫度 (K)； g是 單位電荷，其值為 1． 6 1019C； k是玻耳茲曼常數(shù)，其值為 1． 38 1023J／ K；A為二極管理想常數(shù)，其值常在 l～ 2之間變化 ,np,ns 分別為光伏陣列模塊中光伏電池并聯(lián)和串聯(lián)的個(gè)數(shù) . 當(dāng)光伏電池處于開(kāi)路狀態(tài)時(shí) I=0； V=Voc,代入式 ()可得反向飽和電流的表達(dá)式為： 式中： Voc 為光伏電池的開(kāi)路電壓； 為光伏電池的開(kāi)路電壓溫度系數(shù)?；谏鲜龅臄?shù)學(xué)模型，在 MATLAB／ Simu1ink環(huán)境下建立光伏電池陣列的通用仿真模型，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3所示。仿真時(shí)，可以方便的對(duì)不同的光伏電池陣列進(jìn)行設(shè)置。本文仿真參數(shù)C=4500uf 電抗器 L=1mh,R=5mΩ。其次是直流電壓閉環(huán)控制，穩(wěn)定太陽(yáng)電池板電壓，最外層是功率跟蹤控制，響應(yīng)速度最慢。 三 相 并 入 電 流A B C D Q轉(zhuǎn) 換無(wú) 功 電 流給 定 值電 流內(nèi) 環(huán)控 制 器D Q A B C轉(zhuǎn) 換S P W M驅(qū) 動(dòng) 功 率開(kāi) 關(guān) 管直 流 母 線電 壓直 流 母 線 電 壓給 定 值P I控 制 器最 大 功 率跟 蹤 控 制直 流 母 線電 流 Iin ,Io u t 并網(wǎng)控制器結(jié)構(gòu) 電流內(nèi)環(huán)控制模型 在三相靜止對(duì)稱坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型中，逆變器交流側(cè)均為時(shí)變交流量，因而不利于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這樣，經(jīng)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換后，三相對(duì)稱靜止坐標(biāo)系中的基波正弦量將轉(zhuǎn)化成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的直流變量，從而簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因此，需要對(duì) d、 q軸電流進(jìn)行解耦并引入電網(wǎng)電壓前饋進(jìn)行更好的控制。由此，可以將系統(tǒng)電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì) 【 4】【 5】【 6】 為： ???????????????dqqqipqqdddipdLiUiisKKSLiUiisKKS??))(())((**** 根據(jù)上述分析，構(gòu)造如圖 6所示的系統(tǒng)控制仿真模型。每一個(gè)工作曲線均有一個(gè)不同的最大功率點(diǎn) (Pmax)此即為太陽(yáng)能電池的最佳工作點(diǎn)。 最大功率點(diǎn)跟蹤的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)尋優(yōu)過(guò)程，即通過(guò)控制太陽(yáng)能電池端電壓來(lái)控制最大功率的輸出 [7]，常用的方法有：恒壓跟蹤法 (CTV)、擾動(dòng)觀測(cè)法、導(dǎo)納微分法。 Matlab/Simulink現(xiàn)有的模塊要實(shí)現(xiàn)該算法比較困難，本文通過(guò)編寫(xiě)相應(yīng)的代碼，以 s函數(shù)封裝形式來(lái)完成該算法模塊功能。其中 s函數(shù)的代碼可以用 Matlab語(yǔ)言編寫(xiě)，也可以是 C、 C++、 Ada、 Fortran等語(yǔ)言編寫(xiě)。 仿真結(jié)果與分析 設(shè)置仿真時(shí)間為 , 在前 功率跟蹤控制器輸出電壓給定值低于最大功率點(diǎn)電壓，后 。第一個(gè)周期由于仿真環(huán)境采用不等步長(zhǎng)仿真，第一個(gè)周期點(diǎn)數(shù)比較多，所以顯得時(shí)間比較長(zhǎng)，其實(shí)就是一個(gè)周波，這是給電容充電階段。 (a) (b) 169。(b) B 相電壓與電流波形 (黑體為電流波形 )。后 ,當(dāng)直流側(cè)電壓給定值遠(yuǎn)大于最大功率點(diǎn)電壓，系統(tǒng)始終工作在光伏電池陣列的恒壓源特性區(qū)域，所以直流側(cè)電壓波動(dòng)比較小。其次可以看出，該電流波形是個(gè)脈沖波形，對(duì)電流傳感器要求比較高。(b)直流側(cè)電流波形 圖 10 是并網(wǎng)過(guò)程中電池陣列輸出功率與交流側(cè)并網(wǎng)功率波形圖，從圖中可以看出，光伏電池輸出功率與交流側(cè)并網(wǎng)功率并不平衡，原因在于電抗器、以及功率開(kāi)關(guān)管，并網(wǎng)變壓器均存在功率損耗。反之，在后半段時(shí)段，光伏 電池陣列工作在恒壓特性區(qū)域，直流側(cè)電壓變化不大，電流內(nèi)環(huán)的電流參考值變化不大，交流側(cè)并網(wǎng)功率就比較恒定。 圖 10光伏電池陣列輸出功率與并網(wǎng)功率 六 總結(jié) 本文建立的三相光伏并網(wǎng)發(fā)電仿真模型及其控制方法能較好地模擬三相光伏并網(wǎng)發(fā)電情況，為太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化提供了有效的手段。仿真表明上述控制方法能使交流電流很好地跟蹤交流電網(wǎng)電壓，實(shí)現(xiàn)了逆變目標(biāo)。 在光伏發(fā)電并網(wǎng)之前，并聯(lián)在光伏電池陣列的電容在充電階段，初始沖擊電流是比較大的，工程設(shè)計(jì)時(shí)要考慮抑制初始充電電流對(duì)電容沖擊的影響。讓藍(lán)天替代煤，這是全人類的夢(mèng)想，讓我們期待，這一夢(mèng)想能盡快在中國(guó)的土地上成為現(xiàn)實(shí)！
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