3상 전력망 연계형 태양광 발전 시스템

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이 예제에서는 3상 전력망 연계형 태양광 발전(PV) 시스템을 모델링하는 방법을 보여줍니다. 이 예제는 목표 전력을 전달하는 데 필요한 전지판 개수 및 연결 토폴로지에 대한 설계 의사 결정을 지원합니다. 모델은 중간 DC-DC 컨버터 없이 구현된 전력망 연계형 루프탑 태양광 발전을 나타냅니다. 모델을 파라미터화하기 위해 이 예제에서는 태양 전지판 제조업체 데이터시트의 정보를 사용합니다. 태양광 전력은 단위 역률(UPF)에 따라 그리드에 주입됩니다.

최대 전력점(MPP)을 추적하기 위해 이 예제에서는 다음과 같은 최대 전력점 추적(MPPT) 기법을 사용합니다.

증분 컨덕턴스(Incremental Conductance)
섭동 및 관측(Perturbation and Observation)

다음 3가지 인버터 옵션을 사용할 수 있습니다.

평균
2레벨
3레벨

이 예제에서는 시스템을 선형화하여, 위상과 이득 여유를 결정할 수 있는 개루프 보드 플롯을 생성합니다.

이 예제에서의 파라미터화, 기능, 옵션에 대한 정보를 제공하는 스크립트를 열려면 MATLAB® 명령줄에 edit 'GridConnectedPVData'를 입력합니다.

PV 시스템 모델

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****          For the given solar panel, estimated boostless PV plant parameters           ****
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*** Power rating input from the user = 35.00 kW 
*** Minimum number of panel required per string = 33 
*** Maximum number of panel connected per string without reaching maximum system voltage = 41 
*** Minimum power rating of the boost-less solar PV plant = 7.43 kW 
*** Maximum power possible per string without reaching maximum DC voltage = 9.23 kW 
*** Actual number of panel per string = 39 
*** Number of strings connected in parallel = 4 
*** Actual solar PV plant power = 35.12 kW
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Solar Plant 서브시스템

Solar Plant 서브시스템은 병렬로 연결된 태양 전지판 스트링을 포함하는 태양광 발전소를 모델링합니다. 태양 전지판은 Simscape™ Electrical™ 라이브러리의 Solar Cell 블록을 사용하여 모델링됩니다. 한 스트링에 있는 직렬로 연결된 태양 전지판 개수는 공급 전압, 선로 인덕터 양단 간의 전압 강하, 공급 전압 변동, 온도 및 일사량에 대한 개방 회로 전압 종속성을 기반으로 추정됩니다. 병렬로 연결된 태양 전지판 스트링 개수는 발전소 정격 전력을 기반으로 추정됩니다. 여러 개의 전지판을 연결하면 모델의 요소 개수가 늘어나기 때문에 시뮬레이션 속도가 느려질 수 있습니다. 모든 태양 전지판 전반에 걸쳐 일사량과 온도가 균일하다고 가정함으로써, Solar Panel 서브시스템에 표시된 것처럼 제어된 전류원과 제어된 전압원을 사용하여 태양전지 요소 개수를 줄일 수 있습니다. 태양 전지판의 기생 커패시턴스는 태양광 발전소의 양쪽 단자 모두에 연결된 2개의 집중 커패시터를 사용하여 모델링됩니다.

최대 전력점 추적(MPPT)

두 가지 MPPT 기법이 구현됩니다. Variant 변수 'MPPT'를 사용하여 증분 컨덕턴스(Incremental Conductance) MPPT 또는 섭동 및 관측(Perturbation and Observation) MPPT를 선택할 수 있습니다. 섭동 및 관측의 경우는 변수 MPPT를 0으로 설정하고 증분 컨덕턴스의 경우는 MPPT를 1로 설정합니다. 최대 전력점을 추적하는 전압 제어기는 그리드에 공급되는 전류에 영향을 미칩니다.

개루프 보드 플롯

시스템을 선형화하기 전에, MPPT 바깥쪽 루프의 연결을 끊고 전류 안쪽 전류 루프의 전류를 차단하기 위해 작업 공간 변수 'closeLoop'를 0으로 설정하고 평균 인버터 모델을 사용합니다.

평균 모드 인버터를 사용하려면 Variant 작업 공간 변수 'powerCircuit'을 0으로 설정합니다.