单相并网太阳能光伏系统

打开模型

此示例展示如何对屋顶单相并网太阳能光伏 (PV) 系统进行建模。此示例可为确定所需电池板数量和连接拓扑以实现目标功率提供设计依据。该模型表示一个没有中间 DC-DC 转换器的并网屋顶太阳能光伏系统。为了对模型进行参数化，此示例使用了太阳能电池板制造商数据手册中的数据。太阳能以单位功率因子 (UPF) 注入电网。

为了追踪最大功率点 (MPP)，此示例采用以下最大功率点追踪 (MPPT) 方法：

  • 增量电导法

  • 扰动观察法

有三个逆变器选项可供选择：

  • 平均

  • 连续

  • 离散

此示例对系统进行线性化以生成开环波特图，您可以从中确定相位裕度和增益裕度。

要打开提供此示例中参数化、特征和选项相关信息的脚本，请在 MATLAB® 命令行窗口中输入：

edit 'SinglePhaseGridSolarPVData'

打开光伏系统模型

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****          For the given solar panel, estimated boostless PV plant parameters           ****
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*** Power rating input from the user = 4.70 kW 
*** Minimum number of panel required per string = 17 
*** Maximum number of panel connected per string without reaching maximum system voltage = 27 
*** Minimum power rating of the boost-less solar PV plant = 3.83 kW 
*** Maximum power possible per string without reaching maximum DC voltage = 6.08 kW 
*** Actual number of panel per string = 21 
*** Number of strings connected in parallel = 1 
*** Actual solar PV plant power = 4.73 kW
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打开 Solar Plant 子系统

Solar Plant 子系统对包含太阳能电池板并联组串的太阳能光伏电站进行了建模。太阳能电池板使用 Simscape™ Electrical™ 库中的 Solar Cell 模块进行建模。此示例根据电源电压、线路电感器两端的电压降、电源电压波动以及开路电压对温度和辐照度的依赖关系来估算一个组串中串联太阳能电池板的数量。此示例根据发电站额定功率估算并联太阳能电池板组串的数量。连接多个电池板会增加模型中的元件数量，从而减慢仿真速度。通过假设所有太阳能电池板具有均匀的辐照度和温度，Solar Panel 子系统可以使用受控电流和电压源来减少太阳能元件的数量。

最大功率点追踪

此示例实现了两种 MPPT 方法。通过使用变体变量 'MPPT'，您可以选择增量电导 MPPT 或扰动观察法 MPPT。要使用扰动观察法，请将变量 MPPT 设置为 0，要使用增量电导法，请将 MPPT 设置为 1。最大功率点追踪模块会影响提供给电网的电流。为了增大光伏电池板组串两端的电压，此示例减少了流向电网的电流，从而向 DC 母线电容器注入更多电流。

开环波特图

在对系统进行线性化之前，要断开 MPPT 外层环并中断当前内层电流环，请将工作区变量 'closeLoop' 设置为 0 并使用平均逆变器模型。

要使用平均模式逆变器，请将变体工作区变量 'powerCircuit' 设置为 0。