三相并网PV - File Exchange - MATLAB Central的设计与同步

三相并网光伏的设计与同步

版本1.0.0(39.4 KB)由 Suman沙

建立了基于正弦脉宽调制的电压源逆变器的太阳能光伏并网系统仿真模型。

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更新2022年8月20日星期六10:25:52 +0000

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摘要

三个阶段 10.44千瓦利用MATLAB SIMULINK软件对太阳能并网发电系统进行了设计和仿真，并对光伏发电进行了分析。为了获得光伏系统最大功率点的快速准确响应，采用了Perturb和Observe算法等最大功率点跟踪技术。设计了DC-DC变换器，将光伏系统的低dc电压提升到电网同步所需的高dc电压。10.44千瓦光伏系统的设计包括24块光伏板( spr - 435 - ne - d )，每台功率为435 W，可产生最大三相5kw负荷的电力。具有双向功率流的逆变器连接到光伏阵列，该阵列由6根平行串组成，每根串由4块串联的太阳能电池板组成。设计光伏系统是一种混合动力系统充电电池银行散装或浮动模式8个系列12 v和200啊电池两个阶段最适合铅酸电池充电方法是采用恒定电压和充电和锁相环(PLL)反馈控制系统是用于生成一个信号,这个信号作为参考信号用于逆变器与电网电压同步的。最后，在MATLAB中建立了基于正弦脉宽调制策略的电压源逆变器太阳能光伏并网系统仿真模型。

客观的

设计了一种采用锁相环控制策略的三相并网光伏系统。
采用双向DC-DC变换器单独设计电池充电控制器。
设计逆变器控制回路，产生可控的PWM信号，控制逆变器中igbt开关的开关。

逆变控制: 控制回路的输入是三相电网电压和电流。逆变器上的门信号控制开关的开和关周期。这些信号是由逆变器控制回路产生的。逆变器控制回路的输出是被控制的PWM信号。这些信号控制逆变器中IGBT开关的开关。逆变器产生三相正弦电压和电流。

锁相环(PLL)和dq0变压器逆变器控制中的这部分将电压和电流转换为每个单位值。锁相环取电网电压，并找出其角度和频率。这对使逆变器输出和电网角度相等起着重要作用。Dq0变压器将ABC中的三相电压和电流转换为Dq0参考系。转换到dq0帧提供了对信号的精确控制

逆变器控制回路由以下单元组成，这些单元采用电网电压和电网电流。

直流稳压器的设计
锁相环和dq0变换控制单元的设计
电流调节器的设计
参考电压产生单元的设计
并网光伏系统分析

直流电压控制回路: 该回路调节逆变器输入端的直流电压。PI controller gains were selected using the formulas = 3 20 = 20 Where, K_p and K_I are the proportional and integral gains of the PI controller, C is the boost converter capacitor value and T_s is the switch period of the inverter switches.

电流控制回路: 该回路调节dq0参考系中的电流。

参考电压和PWM发生器本节将电压从dq0帧转换回abc参考系。脉宽调制器(PWM发生器)通过将三相参考信号与特定频率的三角波进行比较，产生PWM信号。

同步控制:

锁相环(PLL)是一种控制系统，它产生的输出信号与输入信号的相位/参考。锁相环用于电网接口时，与逆变器的电压、电流、频率等电网参数进行匹配。只有当电压、电流与电源的频率和相位保持一致时，才会保持同步。锁相环保持整个系统的电压恒定。将电压参考值与逆变器电压进行比较，计算误差。类似地，确定当前值。利用Park变换将静止参照系的量转换为旋转参照系，利用逆Park变换将旋转参照系的量转换为静止参照系。锁相环有助于保持逆变器和电网同步，在任何故障条件下，它使其恢复同步。

网格同步

要发生同步过程，必须满足五个条件。它们是源(生成器或子网络)必须拥有的

相同的线电压，
频率,
相序,
相位角和
系统正在同步到的波形

传统P&O算法的概念

P&O算法是实践中最简单、最便宜、最常用的算法。基本的P&O扫描PV模块的PV曲线，通过改变作行点来寻找MPP，称为摄动步长，然后测量P的变化(ΔP)，称为观测步长。若∆P/∆V大于零，则电压扰动应从“A”点向MPP方向增加，如图3左侧所示。若∆P/∆V小于零，则电压扰动应从“B”点向MPP方向减小，如图3右侧所示。P&O一直在寻找MPP，直到找到一个工作点，使得∆P/∆V在任何方向上都接近于零;这种状态被称为稳态。在稳定状态下，工作点在MPP附近振荡，导致一些可用能量的浪费。这些振荡可以通过减少固定步长来最小化，但要达到MPP需要相对更多的时间。P&O不断扰动系统，以检测MPP的变化(由环境条件的变化引起)，从而触发新的扫描。基本P&O MPPT算法流程图如图4所示。

设计参数计算:

升压变换器设计的两个主要因素是电感和电容器的选择．

Equation1 ： L = (D(一维)V_DC) / (f_SW ∆I_L)

• D是责任周期: D ＝ 1-Vin /电压输出

• 直流是DC-link吗电压

• 的焊开关频率= 20. 千赫

• ∆I_L 是电感器当前(30%)

• 的 D的值是 0.4168 的输入电压 300 V

• 输出电压的 500 v

升压变换器设计的两个主要因素是电感和电容器的选择．

Equation2 ： C_dc = P_in / ( ω V ＿ dc∆V_dc)

• P_in 是动力注入的吗网格

• ∆ V ＿直流是的电压纹波= 0.5

• ω 是转换频率，单位是rad/sec

• D 是职责周期= 0.4168

米 aximum 权力 = 10.4 千瓦是被认为是

方法

剩余的工作

• 电池充电控制器的设计

• 直流稳压器的设计

• 锁相环和dq0变换控制单元的设计

• 电流调节器的设计

• 参考电压产生单元的设计

• 同步电网连接光伏 - 系统

引用作为

苏曼·沙阿(2023年)。三相并网光伏的设计与同步(//www.ru-cchi.com/matlabcentral/fileexchange/116515-design-synchronization-of-three-phase-grid-connected-pv)， MATLAB中央文件交换。检索2023年2月1日．