三相グリッド接続太陽光発電システム

この例では、三相グリッド接続太陽光発電 (PV) システムをモデル化する方法を説明します。この例では、ターゲット電力を供給するために必要なパネルの数と接続トポロジに関して、設計の決定事項をサポートしています。モデルは、中間の DC-DC コンバーターのないグリッド接続屋上ソーラー PV システムを表しています。モデルをパラメーター化するために、例では、ソーラー パネル メーカーのデータシートのデータを使用します。太陽光発電は、一定の力率でグリッドに注入されます。

最大電力点 (MPP) に追従するために、例では以下の最大電力点追従 (MPPT) 手法を使用します。

• Incremental Conductance (INC)

• 摂動と観測 (P&O)

次の 3 つのインバーター オプションが利用可能です。

• 平均

• 2 レベル

• 3 レベル

この例では、システムを線形化して、相とゲイン余裕の判定材料となる開ループ ボード線図を生成します。

この例のパラメーター化、機能、オプションに関する情報を提供するスクリプトを開くには、MATLAB® コマンド ウィンドウで、「edit 'GridConnectedPVData'」と入力します。

PV システム モデル

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****          For the given solar panel, estimated boostless PV plant parameters           ****
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*** Power rating input from the user = 35.00 kW 
*** Minimum number of panel required per string = 33 
*** Maximum number of panel connected per string without reaching maximum system voltage = 41 
*** Minimum power rating of the boost-less solar PV plant = 7.43 kW 
*** Maximum power possible per string without reaching maximum DC voltage = 9.23 kW 
*** Actual number of panel per string = 39 
*** Number of strings connected in parallel = 4 
*** Actual solar PV plant power = 35.12 kW
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Solar Plant サブシステム

Solar Plant サブシステムは、ソーラー パネルを並列接続したストリングを含むソーラー プラントをモデル化します。ソーラー パネルは、Simscape™ Electrical™ ライブラリの Solar Cell ブロックを使用してモデル化されます。この例では、ストリング内の直列接続されたソーラー パネルの数を、電源電圧、送電線インダクタでの電圧低下、電源電圧の変動、および温度と放射照度に対する開回路電圧の依存性に基づいて推定します。この例では、並列接続されたソーラー パネル ストリングの数を、プラントの電力定格に基づいて推定します。複数のパネルを接続すると、モデル内の要素数が増えるため、シミュレーション速度が低下します。すべてのソーラー パネルで放射照度と温度が一定であると仮定して、Solar Panel サブシステムでは、制御された電流源と電力源を使用してソーラー要素の数を削減しています。2 つの集中コンデンサをソーラー プラントの両方の端子に接続することで、ソーラー パネルの寄生容量をモデル化しています。

最大電力点追従

この例では、2 つの MPPT 手法を実装します。バリアント変数 'MPPT' を使用することにより、Incremental Conductance (INC) MPPT または摂動と観測 (P&O) MPPT を選択できます。摂動と観測 (P&O) の場合は変数 MPPT をゼロに設定し、Incremental Conductance (INC) の場合は MPPT を 1 に設定します。最大電力点に追従する電圧コントローラーは、グリッドに供給される電流に影響します。

開ループのボード線図

システムを線形化する前に、MPPT の外側のループを切断して現在の内側の電流ループを中断するために、ワークスペース変数 'closeLoop' をゼロに設定して平均インバーター モデルを使用します。

平均モード インバーターを使用するには、バリアント ワークスペース変数 'powerCircuit' をゼロに設定します。