光伏并網(wǎng)Simulink

1、關(guān)于光伏并網(wǎng)模型建立該系統(tǒng)主要由太陽能光伏陣列、DC/DC斬波、DC/AC逆變以及控制器組成,整個(gè)系統(tǒng)的框圖和系統(tǒng)建模如圖1：圖1首先建立太陽能光伏陣列的simuliiik模塊，由電流源以及受控電流源組成,電流源作為光電池的光電流，而受控電流源作為反向二極管的飽和電流，等效電路圖如圖2,圖3表示系統(tǒng)對應(yīng)部分的simulink模塊。L11>0Mx立也圖3光伏陣列simuhnk圖4表示的為boost升壓斬波電路（DC/DC）,將直流電壓的電壓提升，主要是受IGBT的驅(qū)動(dòng)信號的占空比來確定升壓的倍數(shù)的。圖4DC/DC電路snuulnik該系統(tǒng)中直流電是通過DC/AC逆變?yōu)槿嘟涣麟姷?，主要是?/p>

2、過全橋逆變電路，simulink模塊如圖5,同樣通過調(diào)節(jié)6個(gè)IGBT的驅(qū)動(dòng)信號可以對交流電的頻率以及相角進(jìn)行控制：圖5全橋DC/AC模塊控制及負(fù)載模塊如圖6,假設(shè)得到的三相電是對稱，負(fù)載也是對稱的情況下,對三相電壓、電流進(jìn)行ABCdq坐標(biāo)變換，得到有功電壓、電流丫八id，無功電壓、電流Vq、iq,控制方式上采用的是傳統(tǒng)的PI控制，首先為了保證DC/AC電路左側(cè)的直流電壓保持在一個(gè)穩(wěn)定的值，設(shè)定了參考電壓VDCref,參考電壓VDCref的值是根據(jù)最大功率跟蹤得到的最大輸出功率電壓確定的,VDC是通過在電路中檢測得到的，通過PI調(diào)節(jié)得到相應(yīng)的參考有功電流參考值，如下的公式：ref=(.DC+)(

3、gCref-Dc)同時(shí)設(shè)定無功功率的參考值為Qref,值為0,無功功率Q是通過計(jì)算得到的,計(jì)算公式如下，通過PI調(diào)節(jié)得到相應(yīng)的無功電流參考值，如下公式：Q%2d=ref=(Kpp+(QrefQ)根據(jù)以上的幾個(gè)參考值可以實(shí)現(xiàn)對有功電流、無功電流的PI調(diào)節(jié)如下式,其中OPLL表示檢測到的電壓角頻率。(Qref-Q)+3pLLL/d(cfref)+%一GPLIjZs'q在通過這些計(jì)算以后得到了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)下的有功電壓Vsd和無功電壓值Vsq,接下來通過將得到的Vsd和Vsq與ABC-dq坐標(biāo)變換得到的vd和vq進(jìn)行比較，以此來調(diào)節(jié)DC/DC和DC/AC的IGBT的驅(qū)動(dòng)信號來使得系統(tǒng)穩(wěn)定。圖6控制

4、及負(fù)我模塊小信號分析該系統(tǒng)，在建立了整個(gè)系統(tǒng)的simulink模型之后，給定一個(gè)恒定的的光照和溫度，以此來確定一個(gè)工作點(diǎn)，并確定相應(yīng)的PI參數(shù)Kpdc、Kdc、Kpp、Kp、Kpi、Kii以及參考值VDCref,以此可以寫出狀態(tài)方程，得到（E,A）矩陣。EAx=AAx+Fro由于光照強(qiáng)度及溫度的變化會導(dǎo)致電壓電流的變化，所以EA也會相應(yīng)的變化,通過對光照強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)得出相應(yīng)的分布函數(shù)如下：（/W（,寸）££年引應(yīng)=可分R自），原司（。otherwise求出（EA）的特征值隨著光照強(qiáng)度變化的關(guān)系如下：=上Fdpias2=1一根據(jù)文中給出的幾組光照強(qiáng)度，在不同模態(tài)下的特征值：So

5、larirradiance(IV/m1)ModeRTgcnvalues(A)750-40.98±478.46t227S.38±263.18t3-13.53±2M.(>7t1-3919±4M.53t226a.i>3:281.fr5i35.0465±2364H2501-36.04±443.52(2235±30733,34.9258±208.由于得到了特征值隨光照的變化關(guān)系，可以求出光照在一定的范圍內(nèi)變化使得特征值的實(shí)部在負(fù)半軸，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，那么設(shè)定的參考電壓電流就不需要改變，PI控制參數(shù)也不需要改變，當(dāng)

6、超過這一范圍時(shí)就需要計(jì)算得出新的參考值以及PI控制參數(shù)，以及它適用的光照變化范圍。對于光伏并網(wǎng)的系統(tǒng)而言由于光照的變化導(dǎo)致產(chǎn)生的電壓、電流本身是變化的，所以為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對于產(chǎn)生的直流電壓進(jìn)行了PI控制，同時(shí)在逆變器的交流側(cè)對電流和無功功率也采用了PI控制。對于控制參數(shù)和系統(tǒng)本身參數(shù)已經(jīng)確定的系統(tǒng)，通過計(jì)算得到系統(tǒng)的概率密度分布和累計(jì)分布函數(shù)的特征值，當(dāng)特征值的實(shí)部處在負(fù)半軸就認(rèn)定系統(tǒng)為穩(wěn)定，以此計(jì)算出系統(tǒng)的穩(wěn)定概率，通過概率的大小來調(diào)整控制參數(shù)。（1）首先寫出系統(tǒng)的狀態(tài)方程如下：EAx=AAx+Fro其中0=VDQ-efQmfT為輸入量X=impVDCiNdiNqidiq必kqvdv

7、qUdUqiqgfQ<PLL即此vmp；"|T】DCvsdvsq【Rd】Cd】Rq】CdJ為中間變量，其中E和A是系統(tǒng)矩陣，A是奇異矩陣，F(xiàn)是參數(shù)矩陣。矩陣E=Fpllpl2匕12x12匕12x13p21p22匕13x12匕13x13，其中E%xl3=010x2010x112x202xll.，A2x2=-Kpi0E假12=一%00E隹13=L3x3010x3.L3x9010x9100.001000Kpp000lx701x7，01x7.000010010000-LooooooooooloocoooooooooooovooooooooooooxboO00o00o0ook0o0o0o

8、0000Kpi00Kpi00000Ls一5000000000000000000KpPLL01x201x2°lx200000000000000000000000000000000-cLo000-CL0000100001隨著光照的變化太陽能光伏板殘剩的電壓電流是變化的，所以矩陣E和A是變化的，所以對于不同的光照S有不同的E和A,定義新的狀態(tài)方程：E(p)Ax=A(p)Ax+Fr0P是系統(tǒng)的參數(shù)向量，表示不同穩(wěn)態(tài)下的電流和電壓，為了得到光照S和P的關(guān)系，建立如下的向量函數(shù)滿足:T(P,S)=0.dt±Pi叩m1m表示T矩陣的元素,接著計(jì)算T(P,S)的Jacobian矩陣J=：山

9、也%-PlPm-并且滿足JT(P,S)T(P,S)=。.如此可以得到不同光照下的穩(wěn)態(tài)參數(shù)P與光照S對應(yīng)的關(guān)系，記為：Pi=fiP的變化會導(dǎo)致矩陣(E,A)的變化，所以(E.A)的特征根也會隨之變化。(2)計(jì)算概率密度函數(shù)和累計(jì)函數(shù)的特征值由于(E(P)A(P),根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以獲得光照強(qiáng)度的分布函數(shù)F(x),以此可以計(jì)算出中心矩為+OC兒=E(r-力=(t-療M(幻-00計(jì)算出&6263等就可以得到概率密度函數(shù)展開式的系數(shù)CoCi等。然后計(jì)算系統(tǒng)的特征值限，并且得到特征值隨參數(shù)P的變化情況，如卜.：隊(duì)_Qf(給一畸)Rk加。/E&其中Qk為左特征向量，以為右特征向量，以此得到特征向量隨著參數(shù)P的變化情況，最后得出特征值隨光照的變化關(guān)系如下：s.最后給定系統(tǒng)特征值的實(shí)部&以及它的平均