三相光伏发电并网仿真研究

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1、三相光伏发电并网仿真研究单茂华，赖业宁，王霄雁，陈德辉，刘嗾(国网电力科学研究院，江苏南京210003)摘要：利用MATLAB/Simulink仿真软件，构建了光伏电池阵列仿真模型和并网发电控制仿真模型，搭建了三相光伏发电的并网仿真系统。仿真结果表明，采用功率跟踪环、电压环与电流内环的三环控制结构，能使交流电流很好地跟踪交流电网电压，实现了并网发电的口标,同时指出为了减小并网功率的波动，光伏电池阵列推荐工作在接近最大功率点的恒压特性区域。关键词：MATLAB仿真光伏并网Abstract：InapplicationofSimulinktools

2、ofsimulationsoftwareMATLAB,basedonthesimulationmodelsofphotovoltaicarrayandthesimulationmodelsofthegrid-connectedPVcontrolsystem,anindependentmodelofthreephasegrid-connectedsolarenergyphotovohaicpowergenerationsystemwasproposed・Thoresultofthesimulationindicatesthat3-1oopcon

3、trolstrategyineludingtheloopofthePowerPointtracking、theloopofthevoltagecontrolingandtheloopofthecurrentcontroling,canmaketheoutputACcurrenttrackthegridACvoltagecorrectly,andachievetheobjectivesofthegrid-connectedsolarenergyphotovohaicpowergeneration.Atthesametimeitispointed

4、outthatphotovoltaicarraysworkattheconstantvoltagecharacteristicsoftheregionnearthemaximumpowerpointofthephotovoltaicarrayscharacteristicsinordertoreducethegrid-cormectedpowerfluctuations.Keywords:MATLABsimulation,PV,grid-connected,1刖弓近年來，我国发电装机规模快速增长，发电设备装备水平明显改善，电源类型呈现多元化趋

5、势，清洁能源发电迅速发展。火电、水电、核电保持了较快增长，风力发电、太阳能发电等间歇性清洁能源迅猛发展。其中A阳能光伏发电因其清洁环保、资源丰富等诸多优点而成为当今可再牛能源研究和应用的热点Z—,也是我国智能电网建设的重要组成部分。由于光伏电池价格昂贵，电能输出受光照强度、温度等环境条件及负载变化等因素的影响校大，存在最大功率点(mpp)问题，需要采川合适的控制策略以促使光伏电池具冇授大功率输出，提高电池的利用率；同时，为使光伏电池的输出符合不同负载所需的电压性质与电压等级要求，发电系统需采用合适的功率变换器以使发电系统的输出与相应负载相匹配

6、⑴。用于光伏发电系统的最大功率点跟踪控制策略利变换器的拓扑结构有很多，在不同的负载及环境条件下，考虑到经济性和时效性，利用计算机软件对太阳能光伏发电系统进行仿真建模分析，对太阳能光伏发电系统的设计、优化具冇垂要的意义.它使我们能够对系统冇充分的认识，作出合理的判断，选择最佳的方案，以最少的代价获取最大的经济效益。MATLAB/Simu1inki£供的电力电子系统建模与仿真.1•具PSB(PowersystemBloeksots),既保留MATLAB/simulink的统一讽格，乂突出了电力电子的学科特点，为电力电子技术的研究与应用提供了理想的

7、工具⑵。本文主要是利用MATLAB/simulink对光伏并网发电进行建模与仿真。2三相光伏发电系统并网仿真模型光伏发电系统结构框图如图1所示。系统可分为3个部分：光伏电池阵列(PV).功率变换器和并网控制器，本文侧重针对这三部分在MATLAB仿真环境中建立仿真模型。PV功率变换器直流侧电压I.电流交流侧并网控制器-也压.也流图1光伏发电并网系统结构2.1光伏电池阵列模型⑶当前光伏阵列(PV)的仿真建模通常有2种方法：基于光伏阵列物理机制和外特性的建模方法。本研究主要基于PV物理机制的数学方程结合其等效电路特点构建光伏阵列的仿真模型单个光伏电

8、池等效电路模型图2(a)所示，经过等效电路变换，即可得任意NpXNs个光伏电池串、并联所构成的光伏阵列(PV)的电路模型，如图2⑹所示。WIN,uNsxxNmRJN