基于RTDS太阳能电池建模及最大功率点跟踪控制.pdfVIP

江 苏 电 机 工 程 2011年 9月 JiangsuElectricalEngineering 第 30卷 第 5期 17 基于RTDS太阳能电池建模及最大功率点跟踪控制 任立平 ，董兴绿 ，于跃海 ，胡 云 (1．国网电力科学研究院，江苏 南京 210003；2．国电南京 自动化股份有限公司，江苏 南京 21ooo3) 摘 要 ：采用实时数字仿真系统 (RTDS)~ 阳能电池建模并进行实时仿真研究，测试其 卜V]ZP_ 特性。参考 占空 比扰动观察法 ．采用PI环节对太阳能电池输 出电压偏差信号进行调节 ，控制逆变器调制信号相位 ，进而利用正弦脉冲 宽度调制 (SPWM)占空比来实现其最大功率点跟踪 (MPPT)控制 ，使太阳能电池尽可能工作在最大功率点附近 ，提高 太阳能利用效率。 关键词 ：太阳能电池 ；实时数据仿真 系统 ；最大功率点 中图分类号 ：TP33l 文献标志码 ：A 文章编号 ：1009—0665(2011)05—0017—03 作为可再生能源的一部分 ，太阳能发电广泛应 单个太 阳能组件并联 电阻Rs．在 200～300Q 用在分布式发 电系统 中，利用太阳能发 电既可降低 之间，而串联电阻R 约为 0．008Q，Rsn支路 电流很 传统能源的消耗 ．又可减少环境污染 。我国 “十二 小 ，此支路可以忽略不计 。由图 1可知 ，支路 电流 ， 五”规划 中．利用太阳能发 电是建设坚强智能电网 可以表示为： 的重要组成部分 太阳能作为一种最好的可再生能 I=I~．-ID (1) 源 ．必将迎来发展契机 。目前 ，太阳能电池供 电能源 而 利用效率低 ．建设成本高 ，因此 ，提高太 阳能利用效 Ipa=[1+ax(T~一 )／，s( )]×，s( )× 率及降低应用成本是当前研究的重点。利用传统仿 ， 一 tra(nom) 真软件对太阳能电池工作特性的研究较多．但传统 (2) 仿真软件仅能做到仿真 ，不能外接测控 、保护等装 ×(吾)×e辫 ×[e _1] 置 ．而实时数据仿真系统 (RTDS)既可做到精确实 时仿真 ，还可为外接二次设备提供测试环境 。现在 e 一1} 智能电网已进入建设阶段 ．与清洁能源尤其是太阳 (3) 能相关 的设备应运而生 ．在 RTDS上对太 阳能电池 式 中： 为太 阳能电池组件温度 ，K； 为标准测试 进行研究与仿真更具有实际应用价值 。加拿大 条件下 的太 阳能 电池组 件温度 ，T =298．15K； RTDS公司已开发出了太阳能电池模型 ．这为实际 ，s( ． )为标准测试条件下的太阳能电池组件短 应用研究提供 了更好 的工具 文 中主要是对 SPG 路 电流 ，f。 (1 )=8．15A；G为外界环境辐射强 ． 一 1786T一02E提供的精确太阳能组件参数进行建模 ， 度 ，Wm／2；G一 为标准测试条件下环境辐射强度 ， 研究太阳能电池的工作特性．并对最大功率点进行 G 一)=l000W ／m2；o~为短路 电流 的温度系数 ，= 控制 0