并网光伏发电系统（simulink仿真）

目录

1 概述

2 并网光伏系统

2.1 光伏组件

2.2 DC-DC 升压转换器

3 模型讲解

3.1 模型

3.2 结果

4 Matlab&Simulink搭建

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1 概述

由于人口增加、城市化和工业化，能源需求与日俱增，可再生能源是我们传统能源的替代品，因为传统能源是有限的，而且会过期。 太阳能、风能和水能等清洁能源变得越来越受欢迎，主要是因为它们不产生任何排放，而且取之不尽用之不竭。 光伏（PV）能源效应可以被认为是一种重要的可持续资源，因为太阳能辐射能量丰富，而且具有可持续性，因此电网连接的光伏系统被广泛使用，尽管太阳能可以免费获得，但光伏电池的成本非常高。因此，对太阳能的初始投资将是非常高的。光伏系统的基本元素是太阳能电池，它将太阳光照度转换为直流电。 光伏系统的电网连接需要一个有效的转换器，将低直流电压转换为交流电。

需要满足公用电网和光伏系统两方面的技术要求，以确保光伏安装者的安全和公用电网的可靠性，从而有效利用所产生的电力。 必须开发一个接口系统来实现光伏系统和电网之间的互联。 为了确保该系统能如愿以偿地工作，并研究其在不同条件下的影响；必须对该系统进行建模和模拟。 本文是这一领域的一个小贡献，但进一步说，研究人员和项目必须实施并网光伏系统和智能电网而做。因此，主要目标是为三相光伏并网开发一个电力电子接口，能够在所有日照水平下从光伏阵列中提取最大功率，并实施逆变器，将直流输出电压转换为与公用电网和家用电器兼容的电压。

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2 并网光伏系统

光伏转换系统中可以包括的主要元素有光伏组件、转换器、公用电网、直流和交流负载以及逆变器。 这是一种用于光伏备用电源装置的安排，它被称为没有备用电池的电网连接系统。 虽然有备用电池的系统面临着电网供应的可靠性问题，但它更复杂，更昂贵。

2.1 光伏组件

太阳能电池板是所有光伏装置的电源。它是一组光伏电池串联和并联的结果。当阳光与光伏电池中的半导体材料相互作用时，光伏电池直接将太阳辐照度转换为直流电。图 (1) 显示了 PV 的等效电路，从中可以推断出非线性 I-V 特性。因此，电池串联和并联组合以形成具有所需电压和功率水平的阵列，太阳能电池组合形成“模块”以获得所需的电压和电流（以及功率）.

                                              图 1 光伏等效电路 

2.2 DC-DC 升压转换器

升压转换器的定位将改善整个光伏装置，允许来自系统的不同控制。根据应用的规定，面板将有助于为系统提供最大能量或为其运行提供最佳能量。升压转换器是一种电力传输介质，用于执行从太阳能电池板到并网逆变器的能量吸收和注入。能量吸收和注入的过程由电感器、电子开关、二极管和输出电容器这四个组件的组合执行 。升压转换器的连接如图所示（2):

当开关关闭时间tl时，电感电流上升，能量储存在电感L中。如果开关打开时间t2，储存在电感中的能量通过二极管D转化，电感电流下降，开关占空比a被定义为开启时间与开关时间段的比率，因此输出电压大于输入电压，表示为公式（1）。 

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3 模型讲解

3.1 模型

3.2 结果

图（3）显示了当太阳辐照度=O时电网和太阳能系统的电压波形。 如图所示，在没有太阳辐照度时，太阳能系统没有产生电压。

                              图3 太阳能辐照度=0时电网和太阳能的波形 

下图显示了太阳能和电网电压波形。当电网掉电时，离线负载从电网断开（开关 S3 打开）并连接到太阳能系统（S2 关闭）。

                                      图 4 辐照度 =1000 a 时的电网和光伏波形

在太阳能辐照度=1000，电网电压=240V的情况下对系统进行模拟 逆变器输出包含高阶汉能，如图（5）所示。图中清楚地观察到滤波器的效果：

4 Matlab&Simulink搭建