光伏并网发电系统的建模与仿真ppt课件.ppt

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1、光伏并网发电系统的建模与数字仿真Contents电力系统数字仿真概述123结论4直流变换器中的分岔现象光伏并网系统的建模与仿真CompanyLogo电力系统数字仿真概述系统仿真的含义仿真（simulation）这个词被引入科技领域，受到广大科技人员的认可，但是其含义在许多科技文献中说法并不一致。其中认为仿真的广义定义为“仿真是用模型研究系统”。精确的定义为“仿真是用数值模型研究系统在规定时间内的工作特征”。有的论著把在数字计算机上的“活的”模型做试验称为系统数字仿真。系统数字仿真的特点a.不受原型系统规模和结

2、构复杂性的限制;b.保证被研究和试验系统的安全性;c.系统数字仿真试验具有很好的经济性、有效性和方便性;d.可用于对设计中未来系统性能的预.电力系统数字仿真电力系统数字仿真是系统仿真的一个分支。在电力系统领域，人们很早就采用系统仿真的方法研究电力系统，从直流计算台、交流计算台、电力系统动态模型和模拟计算机等物理仿真到电力系统数字仿真。电力系统的科学研究和试验从来都离不开系统仿真技术。在某种意义上，电力系统仿真的技术水平代表了电力系统科学研究水平。电力系统工作者一般把在物理模型上的仿真称为动态模拟，而在数字计算

3、机上数学模型的试验称为数字仿真。CompanyLogo光伏发电系统的建模用于光伏发电系统仿真软件的综合比较光伏发电系统属于电力电子应用系统的一种，有很多可以用于电力电子应用系统仿真的商用软件，如PSPICE、MATLAB、SABER、SIMPLORER和PSIM等，这些商用软件各有各的特点和适用范围。PSPICE虽然人们在PSPICE下实现了电力电子器件模型，但是在将这些模型用于电路仿真并采用比较灵活的控制策略时仍有很大局限性，因此在PSPICE下实现像光伏发电闭环控制这种复杂控制策略，具有相当难度。MATL

4、AB下的SIMULINK/powersystem在实现控制策略方面具有很大的优势，但是其采用的功率器件模型过于简单，电力电子主电路建模也不够灵活。SABER和SIMPLORER有自己的描述语言，可以进行用户界面开发，适用于长期开发同类产品的设计。但是需要较长的学习过程，需要专业的软件工程师来开发和维护，不适合单独的项目研究和短期开发行为PSIM针对电力电子电路以及电力拖动而设计的软件，其中的器件都基本采用理想模型，计算速度非常快，PSIM软件具有C语言和MATLAB/SIMULINK借口，在容易实现电力电子主

5、电路建模的基础上，充分扩展了控制策略的实现方式CompanyLogo直流变换器中的分岔现象我们将建立一个一维迭代映射来描述整个系统，同时用反馈参考值作为变化参数。映射的形式表示如下：（2-1）xn表示系统的状态变量，k为系统中的控制参数。Boost变换器将工作在三个不同的状态，可以用以下一组微分方程来表示：CompanyLogo时，开关管S导通，二极管截止；时，开关管S截止，二极管导通；时，开关管S截止，二极管截止。其中A和B分别为：（2-3）（2-4）CompanyLogo在电路设计时应注意到电感L的取值，

6、根据boost变换器临界连续条件，电感取值应满足：其中D是占空比，T是控制开关管的开关周期。本文将以分段函数模型（2-2）作为基础，对boost变换器的运行过程进行分析和研究。将式（2-2）做离散化处理可以得到如下形式的差分方程：其中的处理后的差分方程为：CompanyLogoCompanyLogo光伏并网系统的建模与仿真电流内环控制模型在三相静止对称坐标系数学模型中，逆变器交流侧均为时变交流量，因而不利于控制系统设计。为此，可以通过坐标变换转换成与电网基波频率同步旋转的(d、q)坐标系。这样，经坐标旋转变换

7、后，三相对称静止坐标系中的基波正弦量将转化成同步旋转坐标系中的直流变量，从而简化了控制系统设计。由三电平逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型，可以得到dq两相电流微分方程为：CompanyLogod、q轴电流除受控制量、的影响外，还受到交叉耦合电压、和电网电压、的扰动。因此，需要对d、q轴电流进行解耦并引入电网电压前馈进行更好的控制。同时，电网电压前馈的引入有利于系统的动态性能得到进一步提高。由此，可以将系统电流内环设计为：根据上述分析，构造系统控制仿真模型CompanyLogo设置仿真时间为0.18s,在

8、前0.1s功率跟踪控制器输出电压给定值低于最大功率点电压，后0.08s电压给定值大于最大功率点电压。图2-9是A,B,C相并网电压与电流波形图。第一个周期由于仿真环境采用不等步长仿真，第一个周期点数比较多，所以显得时间比较长，其实就是一个周波，这是给电容充电阶段。整体上该电流与电压是同相的,表明本文设置的并网控制器是有效的。CompanyLogoCompanyLogoCompanyLogo结论根据新