光伏并网发电系统的建模与仿真

PSIM
针对电力电子电路以及电力拖动而设计的软件，其 中的器件都基本采用理想模型，计算速度非常快， PSIM软件具有C语言和MATLAB/SIMULINK借口， 在容易实现电力电子主电路建模的基础上，充分扩 展了控制策略的实现方式
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（2-1）
L

L
did dt diq
dt
Sd Sq
Ud Uq
Rid Liq Riq Lid
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d、q轴电流除受控制量 、 的影响外，还受到交叉耦合电压 、 和电网 电压 、 的扰动。因此，需要对d、q轴电流进行解耦并引入电网电压前 馈进行更好的控制。同时，电网电压前馈的引入有利于系统的动态性能 得到进一步提高。由此，可以将系统电流内环设计为：
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光伏发电系统的建模
用P于S光PIC伏E发电系统仿真虽软然件人的们综在合PS比PI较CE下实现了电力电子器件模型，
光系些伏统商发仿用电真软系的件统商各属用有于软各电件的力，特电如点但控现当子和PS是制像难应适PI在策光度用用CE将略伏。系范、这时发统围MA些仍电的。TL模有闭一AB型很环种、用大控，SA于局制有BE电限这很R路性种、多仿，复S可I真因杂M以P并此控L用O采在制R于E用策PR电和S比略P力PI较，SC电IE灵具M子等下活有应，实的相用这
处理后的差分方程为：
x n 1

xn

h(dn )2E2 xn E
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U/V
30
29
28
27
26
25
24
23
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
K
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直流变换器中的分岔现象
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iL L
x
E
S
C
R
-K + Δd
D
+
Δx
-
X
我们将建立一个一维迭代 映射来描述整个系统，同时 用反馈参考值作为变化参数。 映射的形式表示如下：
xn1 f (xn , k)
xn表示系统的状态变量，k为系统中的 控制参数。Boost变换器将工作在三
个不同的状态，可以用以下一组微分
MATLAB下的 SIMULINK/power system
在实现控制策略方面具有很大的优势，但是其采用 的功率器件模型过于简单，电力电子主电路建模也 不够灵活。
SABER和 SIMPLORER
有自己的描述语言，可以进行用户界面开发，适用 于长期开发同类产品的设计。但是需要较长的学习 过程，需要专业的软件工程师来开发和维护，不适 合单独的项目研究和短期开发行为
方程来表示：
•
x A1x B1E
•
x A2x B2E
•
x A3x B3E
tn

t

t
' n

t
' n

t

t
'' n


t
'' n

t

t
n
1

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（2-3）
t n

t

tn'
时，开关管S导通，二极管截止；
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光伏并网系统的建模与仿真
电流内环控制模型
在三相静止对称坐标系数学模型中，逆变器交流侧均为时变交流量，因而 不利于控制系统设计。为此，可以通过坐标变换转换成与电网基波频率同 步旋转的(d、q)坐标系。这样，经坐标旋转变换后，三相对称静止坐标系 中的基波正弦量将转化成同步旋转坐标系中的直流变量，从而简化了控制 系统设计。由三电平逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型，可以得 到dq两相电流微分方程为：
,
L
1 0 B2 L 1
A3

1 C(R
rc
)
1

0
0 0 ,
0 B3 0
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（2-4）
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在电路设计时应注意到电感L的取值，根据boost变换器临界连续条件， 电感取值应满足：
tn' t tn'' 时，开关管S截止，二极管导通； tn'' t tn1 时，开关管S截止，二极管截止。
其中A和B分别为：
A1

1 C(R
rc )
1

0
0 0 ,
B1

1 L
0 1
A2

1 C(R
rc )
1

CR
L
R
CRrc

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光伏并网发电系统的建模与数字仿真
Contents
1
电力系统数字仿真概述
2
直流变换器中的分岔现象
3
光伏并网系统的建模与仿真
4
结论
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电力系统数字仿真概述
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系统仿真的含义 仿真（simulation）这个词被引入科技领域，受到广大科技人员的认可， 但是其含义在许多科技文献中说法并不一致。其中认为仿真的广义定义为 “仿真是用模型研究系统”。精确的定义为“仿真是用数值模型研究系统 在做系a.规试统不定验数受时称字原间为仿型内系真系的统的统工数特规作字点模特仿和征真结”。构。复有杂的性论的著限把制在; 数字计算机上的“活的”模型 b.保证被研究和试验系统的安全性; c电.力系系统统数数字字仿仿真真试验具有很好的经济性、有效性和方便性; d电.力可系用统于数对字设仿计真中是未系来统系仿统真性的能一的个预分. 支。在电力系统领域，人们很早就 采用系统仿真的方法研究电力系统，从直流计算台、交流计算台、电力系 统动态模型和模拟计算机等物理仿真到电力系统数字仿真。电力系统的科 学研究和试验从来都离不开系统仿真技术。在某种意义上，电力系统仿真 的技术水平代表了电力系统科学研究水平。电力系统工作者一般把在物理 模型上的仿真称为动态模拟，而在数字计算机上数学模型的试验称为数字 仿真。
L D(1 D)2 RT 2
其中D是占空比，T是控制开关管的开关周期。本文将以分段函数模型（ 2-2）作为基础，对boost变换器的运行过程进行分析和研究。将式（2-2 ）做离散化处理可以得到如下形式的差分方程：
x(tnwenku.baidu.com1) f (x(tn ), dn )
其中的
dn D K (xn X )