光伏离网系统仿真研究

1、光伏离网系统仿真研究光伏离网系统仿真研究*122450293离网型光伏发电系统应用实例无蓄电池：直流光伏水泵，充电器，太阳能风扇帽有蓄电池：太阳能草坪灯、路灯、交通标志灯、杀 虫灯、 航标灯灯，无电地区微波中继站，农村小型发电 站 市电互补型光伏发电系统：城市太阳能路灯改造； 电网覆盖地区一般住宅光伏电站离网型光伏发电系统构成离网型发电系统主要包括太阳电池组件、光伏控制器、蓄电池组、逆变器等组成。 系统系统原理框图及组成原理框图及组成太阳电池太阳电池组件组件硅太阳电池组件结构图光生伏打效应简图1.1.2太阳电池温度特性随着温度的变化电池组建的电流、电压、功率也将发生变化。电流正系数，变化幅度不

2、大、电压和功率负系数。组件串联设计时必须加以考虑。下面运用 SIMULINK对该光伏电池阵列进行仿真。未知量有 、 以及 ，下面对这三个未知量进行讨论，分别建立模型。光伏阵列给出的标准测试条件下的参数单个光伏电池等效电路参数表输出特性方程输出特性方程光伏电池等效电路图光伏电池等效电路图其中其中光伏电池等效简化电路光伏电池等效简化电路简化的光伏电池输出简化的光伏电池输出特性方程特性方程开路电压开路电压开路电压与开路电压与温度温度和和日照强度的日照强度的关系关系Uocs 为标准测试条件下的开路电压X系数子模块光伏阵列功率电压特性曲线光伏阵列功率电压特性曲线光伏阵列电压电流特性曲线光伏阵列电压电流特

3、性曲线1.2 1.2 光光伏系统最大功率点伏系统最大功率点跟踪的跟踪的原理原理光伏阵列输出特性具有非线性特征，并且其输出受日照强度、环境温度和负载情况影响。3 3 几种几种常用常用 MPPT MPPT 技术及比较技术及比较1、恒、恒电压跟踪方法电压跟踪方法(CVT)2、干扰观、干扰观 察察 法法 (Perturbation And Observation, P&O)3、增量电导法、增量电导法4、模糊逻辑控制、模糊逻辑控制5、滞环比较法、滞环比较法6、最优、最优梯度法梯度法1、恒电压跟踪方法、恒电压跟踪方法(CVT)恒电压跟踪方法从严格的意义上来讲并不是一种真正意义上的最大功率跟踪方式，

4、它属于一种曲线拟合方式，其工作原理如图 所示，忽略温度效应时，光伏阵列在不同日照强度下的最大功率输出点 a、b、c、d和 e总是近似在某一个恒定的电压值 附近。 优点 ： CVT 方式具有控制简单，可靠性高，稳定性好，易于实现等优点，比一般光伏系统可望多获得 20%的电能，较之不带 CVT 的直接耦合要有利得多。缺点：忽略了温度对光伏阵列开路电压的影响。对于四季温差或日温差比较大的地区，CVT 方式并不能在所有的温度环境下完全地跟踪到光伏阵列的最大功率点。2、恒电压跟踪方法恒电压跟踪方法(CVT)原理：每隔一定的时间增加或者减少光伏阵列输出电压，并观测之后其输出功率变化方向，来决定下一步的控制

5、信号。优点：1) 模块化控制回路；2) 跟踪方法简单，实现容易；3) 对传感器精度要求不高。缺点：1) 在光伏阵列最大功率点附近振荡运行，导致一定功率损失；2) 跟踪步长的设定无法兼顾跟踪精度和响应速度；3) 在特定情况下会出现判断错误情况。系统主控制图光伏离网系统仿真研究光伏离网系统仿真研究全系统的仿真模型光伏离网系统仿真研究光伏离网系统仿真研究光伏离网系统仿真研究光伏离网系统仿真研究逆变离网波形光伏离网系统仿真研究光伏离网系统仿真研究直流母线电压波形光伏离网逆变器系统功率msinoouUt sinoomiIt2sin(1 cos2)2omoo oomppu iptt+t=t TpvcEP dtEspeft TtEpdt只要给定占空比 和开关周期 ，就可以精确控制电流和功率无电流检测无电流检测MPPTMPPT方法方法无电流传感器的MPPT 方法，对本质电流源拓扑具有一般性的意义。离网型监控系统离网型监控系统太阳能控制