基于Matlab的三相光伏并网发电系统的建模与仿真

《基于Matlab的三相光伏并网发电系统的建模与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第36卷第4期华电技术V01．36No．42014年4月HuadianTechnologyApr．2014基于Matlab的三相光伏并网发电系统的建模与仿真裴金楠，付立思，任龙，吴硕。(1．沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳110866；2．中航工业沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司，沈阳110043；3．辽宁装备职业技术学院，沈阳110161)摘要：基于Matlab软件平台建立了适用于工程计算的光伏电池模型，用电导增量法实现光伏系统的最大功率点跟踪，采用恒功率(PQ)法控制逆变器，在此基础上搭建了完整的

2、光伏并网发电系统运行与控制模型。仿真结果表明，该模型能较好地反映三相光伏并网系统运行的特性，跟踪系统的动态输出，保证光伏并网发电系统稳定运行。关键词：光伏并网发电系统；最大功率跟踪；恒功率控制；Matlab软件中图分类号：TM615文献标志码：A文章编号：1674—1951(2014)04—0069—04值，提供给逆变器来进行控制，经LC滤波器(LC滤0引言波器的设置参数参照文献[2])，最后通过隔离变压太阳是万物之源，太阳能是最原始、最永恒的能器进入电网。量，它不但清洁，而且取之不尽用之不竭，同时太阳能还是其

3、他各种形式可再生能源的基础。随着科学技术的不断发展，以光伏发电并网为核心的光伏利用在全球未来能源结构中占有重要地位J，世界各国正在大力发展光伏并网发电技术。我国光伏并网发电技术的研究还处于起步阶段，与欧美国家相比差距较大。目前，光伏并网发电系统在仿真建模、控制策略等方面已经取得一定成果，但都为简化的仿真建模。本文通过Matlab软件图1光伏并网系统结构搭建了一个完整的光伏并网发电系统的仿真模型，通过仿真实验逐一验证模型的正确性。2光伏发电系统建模1光伏并网发电系统结构2．1光伏电池模型图2为光伏电池等效电路图，

4、其原理是基于半本文研究的三相光伏并网发电系统分为两级，导体的光伏效应，将太阳辐射直接转换为电能。根前级为DC／DC升压部分，后级为DC／AC部分，经逆据二极管特性和基尔霍夫定律]，其输出电压和电变器后进行滤波，通过隔离变压器接人电网。光伏流满足如下方程并网发电系统要包括如下几个部分：光伏电池组件、，=Iph—Id一18hBoost升压电路、控制逆变器、无源(LC)滤波器、隔qUd离变压器和电网，如图1所示(图中：PWM为脉冲宽Id=(e一1)度调制；SVPWM为空间矢量脉冲宽度调制)。太阳Ua：U+R，，(1)

5、能光伏电池作为可再生的分布式电源，向电力网络供电，通过前级Boost升压电路将直流母线电压升，一Ish—Rh到大电网所要求的电压水平。受外界环境的影响，式中：U为光伏电池输出电压；，为输出电流；，nh为光伏电池发出的功率很不稳定，在前级直流升压电光生电流；R和R分别为光伏电池内部的等效串路上采用电导增量法来实现最大功率跟踪(MPPT)联电阻和并联电阻，正常情况下不大于1Q，R控制，从而提高光伏电池输出功率的转化率。后级一般为几千欧姆；为流过尺的电流；Ud，为二极逆变的控制是通过设定有功功率和无功功率参考管两端的

6、电压；和，分别为流过二极管的电流和收稿日期：2013—10—29；修回日期：2014—04—02反向饱和电流；A为影响因子；T为热力学温度；g，·70-华电技术第36卷100lVVV—一，d』上l譬50)7一。loo2o0U图2光伏电池等效电路图图3光伏电池P—曲线k分别为电子电荷常数和玻尔兹曼常数，其值分别为降低。所以，光伏电池必须通过MPPT控制才能使1．6X10C和0．86X10～eV／K。当光照强度Sf=其在任何情况下都保持最大输出功率。MPPT的控1000w／m。、环境温度tf=25oC时，输出电流，

7、为制算法主要有定电压跟踪法、扰动观察法、功率反馈，=Is[1一C。(e一1)]，(2)法、电导增量法及最优梯度法等。本文采用电导增量法，该算法实现过程容易，能C=，。(1一，m／，)e，(3)量损耗小，控制精度高，响应速度较快，适合于大气C：=(UJU一1)／In(1一，／，)，(4)条件变化较快的场合。电导增量法是通过比较光伏式中：为光伏阵列的开路电压；，目。为短路电流；电池的电导增量和瞬时电导来改变控制信号，这种，和为光伏电池最大功率点的电流和电压。从式方法也需要对光伏的电压和电流进行采样j。由(3)和式(

8、4)可以看出，在光伏电池参数，，，，光伏电池的P—V曲线可知，最大输出功率P处的已知时，C和c为定值。代入式(2)可以得出光斜率为零，即伏电池的J—特性。当外界环境(光照强度和环境温度)发生变化时，光伏电池中的参数会随之变化，=，+=0，(11)可以通过式(5)～(10)获取当前状态下的光伏电IdU=一一U。(＼12)，池参数，一，，，，。At=t—tf，(5)通过式(11)、式(12