PV模拟器的仿真研究

动态特性： 动态特性： ①温度不变（T=25℃），光照强度变化时的动态特性 温度不变（ ℃），光照强度变化时的动态特性
），温度变化时的动态特性 ②光照强度不变（Q=1000 W/m2），温度变化时的动态特性 光照强度不变（ ），
(a) R=6Ω
(c) R=16Ω
本文主要完成的工作如下： 本文主要完成的工作如下： 模拟器设计的主要内容。 （1） 介绍了选题背景和意义，明确 模拟器设计的主要内容。 ） 介绍了选题背景和意义，明确PV模拟器设计的主要内容 模拟器的工作原理， （2） 分析了 模拟器的工作原理，介绍了随光照强度和温度变 ） 分析了PV模拟器的工作原理 化的PV的输出特性，根据 模拟器的设计要求 模拟器的设计要求， 化的 的输出特性，根据PV模拟器的设计要求，给出了由主电 的输出特性 ： 路和辅助电路组成的PV模拟器总体结构 模拟器总体结构。 路和辅助电路组成的 模拟器总体结构。 （ 模拟器的电路设计及元器件参数。 （3） 根据 模拟器的电路设计及元器件参数。在MATLAB仿真 ） 根据PV模拟器的电路设计及元器件参数 仿真 环境下，完成了系统的仿真建模，包括光伏电池、 环境下，完成了系统的仿真建模，包括光伏电池、推挽正激变 换器、 调制、 换器、PWM调制、控制器，并研究了系统的静态特性和动态特 调制 控制器， 从仿真结果来看， 性。从仿真结果来看，本文设计的光伏模拟器能够较好地模拟 光伏电池的输出特性。 光伏电池的输出特性。
不同温度下的PV输出特性曲线 不同温度下的 输出特性曲线
3、推挽正激变换电路
主电路采用推挽正激变换电路， 主电路采用推挽正激变换电路，副边电路采用全波整流 电路。 电路。
在电路的每一个工作 周期内， 周期内，两只开关管 交替导通工作， 交替导通工作，其工 作原理波形和工作模 态等效电路均完全一 致，因而只需分析其 中一个开关管的工作 模态（四个工作状态） 模态（四个工作状态
一、选题的背景和意义
1、能源革命的结果 2、太阳能电池的发展 3、设计小容量PV模拟器的目的 设计小容量 模拟器的目的
二、PV模拟器电路整体结构及参数 模拟器电路整体结构及参数
1、PV模拟器的结构图 、 模拟器的结构图
2、PV组件特性 PV组件特性
光伏电池特性曲线
不同日照强度下的PV输出特性曲线 不同日照强度下的 输出特性曲线
光伏电池的输出特性曲线
2、PV模拟器模型 、 模拟器模型
光伏模拟器模型由PWM调制器模型、推挽正激变换器模型、 调制器模型、推挽正激变换器模型、 光伏模拟器模型由 调制器模型 光伏电池模型、 光伏电池模型、控制器模型构成
I_ref Control_Action Control_Action I_f eeddback I_ref I_pv V-pv V_pv
Pulse Generator1
C
D3
m E
m
E
C s2 C s1 Terminator2 Terminator3
PWM调制器模型 PWM调制器模型
PWM1
1.0 Constant2
Control_Action PWM2
PWM _Generati on
Scope
PWM波形产生模块 PWM波形产生模块
RL
-
v
V_L
Three-Phase Source
Universal Bridge Cb
Multi-Winding Transformer
VM2
D2
Scope2
node 10
PWM1 g
Pulse Generator
C
D7 D5 IGBT2 IGBT1
Continuous powergui D4
g PWM2
D1
CM L
+
C1
RL C Terminator
-
v
V_L
Three-Phase Source
Universal Bridge Cb
Multi-Winding Transformer
VM2
D2
node 10
Scope2
PWM1 Control_Action
PWM1 g g C C
PWM2
D7 D5 IGBT2 IGBT1 D3
工作模态[t 工作模态 0-t1]
工作模态[t 工作模态 1- t2]
工作模态[t 工作模态 2- t3]
工作模态[t 工作模态 3- t4]
4、控制器设计
比例积分控制规律： 比例积分控制规律：
1 u = Kp e + ∫ edt TI
控制系统结构： 控制系统结构：
模拟器电路的仿真模型及仿真结果 三、PV模拟器电路的仿真模型及仿真结果 模拟器电路的仿真模型
PWM1
1 PWM1
2 PWM2
1 |u| Constant3 Subtract4 Abs
1 Control_Action
3、PV模拟器的仿真结果 PV模拟器的仿真结果
静态特性： 静态特性：
9 8 7 6
输输输输（ A）
Βιβλιοθήκη Baidu
5 4 3 2 1 0
0
10
20
30 40 输 输 输 输 （ V）
50
60
70
80000 Pulse Generator 1 Constant Subtract Gain 1 Constant1 -1 >= 0 Gain1 Subtract3 Compare To Zero1
PWM2
1 s Integrator >= 0 Subtract1 Subtract2 Compare T o Zero
学校代码： 学校代码： 10128 学 号：200711204070
PV模拟器的仿真研究 PV模拟器的仿真研究
专 业：自动化 )07班 级：自(电)07-3班 学生姓名： 学生姓名：裴利忠 指导教师： 指导教师：王生铁 教授
2011年 2011年6月
主要内容
一、选题的背景和意义 二、PV模拟器电路整体结构 PV模拟器电路整体结构 三、PV模拟器电路的仿真模型及仿真结果 PV模拟器电路的仿真模型及仿真结果
PV_Charecreristics
I_f eedback
Memory1 1 0.01s+1 Filter1
PI_Controller
Rd
Cd
Memory 1 Terminator1 0.01s+1 Filter2
m 1+ 1 A B C A B C + 2+ +3 3 +4 m 2 4 a k a k + i I_L
1、PV组件模型 PV组件模型
V-pv
I_pv
I_pv
I_pv
Ramp Subsystem Scope
P_pv
Product
函数模块Fcn完成的函数运算是 完成的函数运算是 函数模块 Fcn1完成的函数运算是 Fcn1完成的函数运算是
25 T
-0.075 b
DV Voc DV DI Isc C2 C1 Vpv
谢谢！ 谢谢！
m E
PWM2
PWM_Generation
D4
m
E
C s2 C s1 Terminator2 Terminator3
推挽正激变换器模型
Rd Cd Terminator1
m 1+ 1 A B C A B C + 2+ +3 3 +4 m 2 4 a k a k + i I_L
D1
CM L
+
C1
C Terminator
ln Math Function1 Cons2
1 u Math Function2 Product4
C2 C2
Math 8.09 Isc Function
Mux
u
fcn1
y
C1
Embedded MATLAB Function1
1 1 V-pv
Vpv
52.2 Vm 66 Voc 1
Voc
Cons3
u Math Function3 Product5
25 Tref
Mux
u
fcn
y
I_PV
1 Saturation1 I_pv
1000 Q Divide 1000 Qref a 0.00445
DI
Embedded MATLAB Function
Product Product2
0.1 Rs
Product1 Cons1 1 1
Isc
u Product3 7.47 Im 1