光伏并网Simulink

1、关于光伏并网模型建立该系统主要由太阳能光伏阵列、DC/DC斩波、DC/AC逆变以及控制器组成,整个系统的框图和系统建模如图1：图1首先建立太阳能光伏阵列的simuliiik模块，由电流源以及受控电流源组成,电流源作为光电池的光电流，而受控电流源作为反向二极管的饱和电流，等效电路图如图2,图3表示系统对应部分的simulink模块。L11>0Mx立也图3光伏阵列simuhnk图4表示的为boost升压斩波电路（DC/DC）,将直流电压的电压提升，主要是受IGBT的驱动信号的占空比来确定升压的倍数的。图4DC/DC电路snuulnik该系统中直流电是通过DC/AC逆变为三相交流电的，主要是通

2、过全桥逆变电路，simulink模块如图5,同样通过调节6个IGBT的驱动信号可以对交流电的频率以及相角进行控制：图5全桥DC/AC模块控制及负载模块如图6,假设得到的三相电是对称，负载也是对称的情况下,对三相电压、电流进行ABCdq坐标变换，得到有功电压、电流丫八id，无功电压、电流Vq、iq,控制方式上采用的是传统的PI控制，首先为了保证DC/AC电路左侧的直流电压保持在一个稳定的值，设定了参考电压VDCref,参考电压VDCref的值是根据最大功率跟踪得到的最大输出功率电压确定的,VDC是通过在电路中检测得到的，通过PI调节得到相应的参考有功电流参考值，如下的公式：ref=(.DC+)(

3、gCref-Dc)同时设定无功功率的参考值为Qref,值为0,无功功率Q是通过计算得到的,计算公式如下，通过PI调节得到相应的无功电流参考值，如下公式：Q%2d=ref=(Kpp+(QrefQ)根据以上的几个参考值可以实现对有功电流、无功电流的PI调节如下式,其中OPLL表示检测到的电压角频率。(Qref-Q)+3pLLL/d(cfref)+%一GPLIjZs'q在通过这些计算以后得到了系统稳态下的有功电压Vsd和无功电压值Vsq,接下来通过将得到的Vsd和Vsq与ABC-dq坐标变换得到的vd和vq进行比较，以此来调节DC/DC和DC/AC的IGBT的驱动信号来使得系统稳定。图6控制

4、及负我模块小信号分析该系统，在建立了整个系统的simulink模型之后，给定一个恒定的的光照和温度，以此来确定一个工作点，并确定相应的PI参数Kpdc、Kdc、Kpp、Kp、Kpi、Kii以及参考值VDCref,以此可以写出状态方程，得到（E,A）矩阵。EAx=AAx+Fro由于光照强度及温度的变化会导致电压电流的变化，所以EA也会相应的变化,通过对光照强度的统计得出相应的分布函数如下：（/W（,寸）££年引应=可分R自），原司（。otherwise求出（EA）的特征值随着光照强度变化的关系如下：=上Fdpias2=1一根据文中给出的几组光照强度，在不同模态下的特征值：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.由于得到了特征值随光照的变化关系，可以求出光照在一定的范围内变化使得特征值的实部在负半轴，保证系统的稳定，那么设定的参考电压电流就不需要改变，PI控制参数也不需要改变，当

6、超过这一范围时就需要计算得出新的参考值以及PI控制参数，以及它适用的光照变化范围。对于光伏并网的系统而言由于光照的变化导致产生的电压、电流本身是变化的，所以为了保证系统的稳定性，对于产生的直流电压进行了PI控制，同时在逆变器的交流侧对电流和无功功率也采用了PI控制。对于控制参数和系统本身参数已经确定的系统，通过计算得到系统的概率密度分布和累计分布函数的特征值，当特征值的实部处在负半轴就认定系统为稳定，以此计算出系统的稳定概率，通过概率的大小来调整控制参数。（1）首先写出系统的状态方程如下：EAx=AAx+Fro其中0=VDQ-efQmfT为输入量X=impVDCiNdiNqidiq必kqvdv

7、qUdUqiqgfQ<PLL即此vmp；"|T】DCvsdvsq【Rd】Cd】Rq】CdJ为中间变量，其中E和A是系统矩阵，A是奇异矩阵，F是参数矩阵。矩阵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随着光照的变化太阳能光伏板残剩的电压电流是变化的，所以矩阵E和A是变化的，所以对于不同的光照S有不同的E和A,定义新的状态方程：E(p)Ax=A(p)Ax+Fr0P是系统的参数向量，表示不同稳态下的电流和电压，为了得到光照S和P的关系，建立如下的向量函数满足:T(P,S)=0.dt±Pi叩m1m表示T矩阵的元素,接着计算T(P,S)的Jacobian矩阵J=：山

9、也%-PlPm-并且满足JT(P,S)T(P,S)=。.如此可以得到不同光照下的稳态参数P与光照S对应的关系，记为：Pi=fiP的变化会导致矩阵(E,A)的变化，所以(E.A)的特征根也会随之变化。(2)计算概率密度函数和累计函数的特征值由于(E(P)A(P),根据数据统计可以获得光照强度的分布函数F(x),以此可以计算出中心矩为+OC儿=E(r-力=(t-疗M(幻-00计算出&6263等就可以得到概率密度函数展开式的系数CoCi等。然后计算系统的特征值限，并且得到特征值随参数P的变化情况，如卜.：队_Qf(给一畸)Rk加。/E&其中Qk为左特征向量，以为右特征向量，以此得到特征向量随着参数P的变化情况，最后得出特征值随光照的变化关系如下：s.最后给定系统特征值的实部&以及它的平均