100 kW网格连接的PV阵列的详细模型
该示例显示了通过DC-DC升压转换器和三相三级VSC连接到25kV网格的100kW阵列的详细模型。
Pierre Giroux，Gilbert Sybille（Hydro-Quebec，Ireq）Carlos Osorio，Sharipad Chandrachood（Mathworks）
描述
100 kW PV阵列通过DC-DC升压转换器和三相三电平电压源转换器（VSC）连接到25kV网格。使用“增量电导+积分稳压器”技术，通过Simulink®模型在升压转换器中实现了最大功率点跟踪（MPPT）。万博1manbetx
另一个例子（请参阅power_pvarray_grid_avg模型）使用DC_DC和VSC转换器的平均模型。在这个平均模型中，MPPT控制器基于“扰动和观察”技术。
详细模型包含以下组件：
PV阵列最多可达100千瓦，以1000 W / m ^ 2阳光辐照度。
5-KHz DC-DC升压转换器从光伏固有电压（最大功率为273 V直流）增加电压至500 V DC。切换占空比由使用“增量电导+积分稳压器”技术的MPPT控制器进行了优化。该MPPT系统自动变化占空比，以便产生所需的电压以提取最大功率。
1980-Hz 3级3阶段VSC。VSC将500 V DC链路电压转换为260 V AC并保持Unity功率因数。VSC控制系统采用两个控制环：将DC链路电压调节到+/- 250 V的外部控制回路以及调节ID和IQ网格电流（主动和无功电流组件）的内部控制回路。ID电流参考是DC电压外部控制器的输出。IQ当前参考设置为零，以便维护Unity功率因数。电流控制器的VD和VQ电压输出转换为PWM发生器使用的三个调制信号UABC_REF。控制系统使用100微秒的采样时间，用于电压和电流控制器以及PLL同步单元。升压和VSC转换器的脉冲发生器使用1微秒的快速采样时间，以获得PWM波形的适当分辨率。
10 kvar电容库vsc产生的过滤谐波。
100-KVA 260V / 25KV三相耦合变压器。
公用电网（25 kV分配馈线+ 120 kV等效传动系统）。
100 kW PV阵列使用330个SunPower模块（SPR-305E-WHT-D）。该阵列由66个串联的5个连通模块组成（66 * 5 * 305.2 W = 100.7 kW）。
PV阵列块的“模块”参数允许您在NREL System Advisor模型的各种数组类型中进行选择（https://sam.nrech.gov/）。
一个模块的制造商规范是：
串联电池数量：96
开路电压：VOC = 64.2 V.
短路电流：ISC = 5.96 A.
最大功率的电压和电流：VMP = 54.7 V，Imp = 5.58 a
PV阵列块菜单允许您为一个模块和整个阵列绘制I-V和P-V特性。
PV阵列块具有两个输入，允许您改变太阳辐照度（W / M ^ 2中的输入1）和温度（在DEG中输入2）。辐照度和温度分布由信号构建器块定义，该信号构建器块连接到PV阵列输入。
模拟
运行模型并观察以下范围内的以下事件序列。
模拟以标准测试条件（25°C，1000 W / M ^ 2）开始。
从T = 0秒到T = 0.05秒，脉冲升压和VSC转换器被堵塞。光伏电压对应于开路电压（NSER * VOC = 5 * 64.2 = 321 V，请参阅PV范围的VMEAN迹线）。三级桥式运行为二极管整流器，直流链路电容器上高于500 V（参见VSC范围的Vmean轨迹）。
在T = 0.05秒时，升压和VSC转换器被解除堵塞。DC链路电压在VDC = 500V处调节。升压转换器的占空比固定（D = 0.5，如PV范围所示）。
T = 0.25秒达到稳定状态。因此，PV电压为V_PV =（1-D）* VDC =（1-0.5）* 500 = 250 V（参见光伏范围的Vmean轨迹）。PV阵列输出功率为96 kW（请参阅PV范围上的PMEAN迹线），而使用1000W / m ^ 2辐照度的指定的最大功率为100.7 kW。在25 kV总线上相位电压和电流的范围网格观察到相位（单位功率因数）。在T = 0.4秒MPPT处启用。MPPT调节器通过不同的占空比开始调节PV电压，以提取最大功率。当占空比为d = 0.454时获得最大功率（100.4 kW）。
在T = 0.6秒，PV模块规格预期的PV阵列平均电压= 274V（NSER * VMP = 5 * 54.7 = 273.5 V）。
从t = 0.6秒到t = 1.1秒，太阳辐照度从1000 w / m ^ 2到250 w / m ^ 2升压。MPPT继续跟踪最大功率。
在T = 1.2秒时，当辐照度降低至250W / m ^ 2时，占空比为d = 0.461。相应的PV电压和功率是Vmean = 268 V和PMean = 24.3 kW。请注意，MMPT继续在此快速辐照度变化期间跟踪最大功率。
从T = 1.2秒到t = 2.5秒，Sun辐照度恢复到1000 w / m ^ 2，然后温度增加到50°。C.为了观察温度升高的影响。注意，当温度从25°增加增加时。c至50°。C，阵列输出功率从100.7 kW减小到93 kW。
参考
有关各种MPPT技术的详细信息，请参阅以下文件：
Moacyr A. G. de Brito，Leonardo P. Sampaio，Luigi G. Jr.，Guilherme A. E Melo，Carlos A. Canesin“MPPT技术对PV应用技术的比较分析”，2011年国际清洁电力国际会议（ICCEP）。
模块特征是从NRES系统顾问模型中提取的（https://sam.nrech.gov/）。
您还可以从以下列表中选择一个网站：
