250 kW グリッド接続 PV アレイ

この例では、三相コンバーターを介して 25 kV グリッドに接続された 250 kW PV アレイの詳細モデルを説明します。

PV アレイ

PV アレイは 86 個の並列ストリングで構成されます。各ストリングには、7 個の SunPower SPR-415E モジュールが直列に接続されています。モデルのメニューでは、選択したモジュールまたはアレイ全体の I-V 特性および P-V 特性をプロットできることに注意してください。

三相 DC/AC コンバーター

このコンバーターは、PWM 制御による 3 レベル IGBT ブリッジを使用してモデル化されています。インバーターのチョーク RL と小型の高調波フィルター C を使用して、IGBT ブリッジによって生成された高調波をフィルター処理します。250-kVA 250V/25kV 三相変圧器を使用して、インバーターを配電システムに接続します。

インバーター制御

この制御システムには、5 つの主要な Simulink® ベースのサブシステムが含まれています。

MPPT Controller: 最大電力点追従 (MPPT) コントローラーは、「Perturb & Observe」手法に基づいています。この MPPT システムは、インバーターの VDC 制御器の VDC 基準信号を自動的に変動させて DC 電圧を得ます。これにより、PV アレイから最大の電力を抽出します。
VDC Regulator: 電流制御器が必要とする Id (有効電流) 指令値を決定します。
Current Regulator: 制御器は、基準電流 Id および Iq (無効電流) に基づき、インバーターに必要な基準電圧を決定します。この例では、Iq 指令値が 0 に設定されます。
PLL & Measurements: 同期および電圧/電流測定に必要です。
PWM Generator: 必要な基準電圧に基づいて、IGBT への点弧信号を生成します。この例では、搬送周波数が 1980 Hz (33*60) に設定されます。

電力グリッド

このグリッドは、一般的な北米仕様の配電グリッドとしてモデル化されています。2 個の 25 kV フィーダー、負荷、接地変圧器および 120 kV 等価送電システムが含まれています。

シミュレーション

シミュレーションを実行し、結果として得られた信号をさまざまなスコープで観察します。

PV アレイモデルへの初期入力太陽放射照度は 1000 W/m2 で、動作温度は 45℃です。定常状態に達すると (t=0.15 秒前後)、PV 電圧 (Vdc_mean) 481 V が得られます。アレイから抽出された電力 (Pdc_mean) は 236 kW です。これらの値は PV モジュールの製造元仕様からの期待値とほぼ一致しています。

t=0.3 秒のとき、太陽放射照度は 1000 W/m^2 から 200 W/m^2 へ急激に下降します。MPPT の動作により、制御システムは PV アレイから最大電力 (46 kW) を抽出するために VDC の基準電圧を 464 V に減少させます。