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부스트 컨버터를 사용하는 MPPT가 있는 태양광 발전 시스템

이 예제에서는 태양광 발전 시스템의 전력 출력 제어를 위한 부스트 컨버터의 설계를 보여주며, 다음 작업을 수행하는 데 도움이 됩니다.

• 요구되는 정격 전력을 달성하기 위해 직렬로 연결된 스트링 개수와 스트링당 전지판 개수에 따라 전지판을 배치하는 방법 결정

• 부스트 컨버터를 사용하여 MPPT 알고리즘 구현

• 전압 제어 모드로 태양광 발전 시스템 작동

• PI 제어기 에 대해 적절한 proportional 이득 및 phase-lead time constant 선택

DC 부하는 부스트 컨버터 출력 양단 간에 연결됩니다. 태양광 발전 시스템은 최대 전력점 추적 모드와 디레이팅된(de-rated) 전압 제어 모드 모두에서 작동합니다. 태양광 발전의 최대 전력점(MPP)을 추적하려면 다음 2가지 최대 전력점 추적(MPPT) 기법 중에서 선택합니다.

• 증분 컨덕턴스(Incremental Conductance)

• 섭동 및 관측(Perturbation and Observation)

출력 DC 버스 전압, 태양광 발전 시스템 동작 온도, 태양 전지판 사양을 지정할 수 있습니다. 태양 전지판 제조업체 데이터는 지정된 발전 용량을 제공하는 데 필요한 PV 전지판 개수를 결정하는 데 사용됩니다.

부스트 컨버터를 사용하는 MPPT가 있는 태양광 발전 시스템

부스트 컨버터를 사용하는 MPPT가 있는 태양광 발전 시스템을 설계하는 스크립트를 열려면 MATLAB® 명령줄에 edit 'SolarPVMPPTBoostData'를 입력합니다.

선택된 태양광 발전소 파라미터는 다음과 같습니다.

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****                PV Plant Parameters for the Specified Solar Panel                 ****
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*** Power rating input from the user  =  2.00 kW 
*** Minimum number of panel required per string  =  8 
*** Maximum number of panel connected per string without reaching maximum voltage  =  10 
*** Minimum power rating of the solar PV plant  =  1.80 kW 
*** Maximum power possible per string without reaching maximum DC voltage  =  2.25 kW 
*** Actual number of panel per string  =  9 
*** Number of strings connected in parallel  =  1 
*** Actual solar PV plant power  =  2.03 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. 지정된 DC 버스 전압, 태양전지 특성, 지정된 정격 전력이 주어지면 태양 전지판 스트링 길이 및 병렬로 연결된 스트링 개수를 사용하여 계산이 수행됩니다. 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.

최대 전력점 추적(MPPT)

2가지 MPPT 기법은 Variant 서브시스템을 사용하여 구현됩니다. 섭동 및 관측 MPPT 방법을 선택하려면 Variant 변수 MPPT를 0으로 설정합니다. 증분 컨덕턴스 방법을 선택하려면 Variant 변수 MPPT를 1로 설정합니다.

중간 부스트 DC-DC 컨버터

부스트 DC-DC 컨버터는 태양광 발전 전력을 제어하는 데 사용됩니다. 부스트 컨버터는 MPPT 모드와 전압 제어 모드 모두에서 작동합니다. 전압 제어 모드는 입사 일사량과 전지판 온도가 주어졌을 때 부하 전력이 태양광 발전소에서 생산되는 최대 전력보다 작은 경우에만 사용됩니다.

시뮬레이션 출력(MPPT 모드)