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単相グリッド接続太陽光発電システム

モデルを開く

この例では、屋上用単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 コンバーターなしで実装された、グリッド接続屋上ソーラー PV 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情報を使用します。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

  • 連続

  • 離散

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 ラインで、「edit 'SinglePhaseGridSolarPVData'」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 = 4.70 kW 
*** Minimum number of panel required per string = 17 
*** Maximum number of panel connected per string without reaching maximum system voltage = 27 
*** Minimum power rating of the boost-less solar PV plant = 3.83 kW 
*** Maximum power possible per string without reaching maximum DC voltage = 6.08 kW 
*** Actual number of panel per string = 21 
*** Number of strings connected in parallel = 1 
*** Actual solar PV plant power = 4.73 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。ストリング内の直列接続されたソーラー パネルの数は、電源電圧、送電線インダクターでの電圧低下、電源電圧の変動、温度に対する開回路電圧の依存性、および放射照度に基づいて推定されます。並列で接続されたソーラー パネル ストリングの数は、プラントの電力定格に基づいて推定されます。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遅くなる可能性があります。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すると、Solar Panel サブシステムで示されている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できます。

最大電力点追従 (MPPT)

2 つの MPPT 手法が実装されています。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。最大電力点追従ブロックは、グリッドに供給される電流に影響します。PV パネル ストリング全体の電圧を上げるために、グリッドに供給される電流を減少させて、より多くの電流を DC 母線のコンデンサに注入します。

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。