Main Content

부스트 컨버터를 사용하는 MPPT가 있는 태양광 발전 시스템

모델 열기

이 예제에서는 태양광 발전(PV) 시스템의 전력 출력 제어를 위한 부스트 컨버터의 설계를 보여줍니다. 이 예제에서는 다음을 수행하는 방법을 배웁니다.

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

  • 부스트 컨버터를 사용하여 최대 전력점 추적(MPPT) 알고리즘 구현.

  • 전압 제어 모드로 태양광 발전 시스템 운영.

  • PI 제어기 $\frac{k_v (sT_v+1)}{sT_v }$에 대해 적절한 proportional 이득 $\left(K_v \right)$ 및 phase-lead time constant $\left(T_v \right)$ 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 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 데이터를 참고하여, 지정된 발전 용량을 제공하는 데 필요한 PV 전지판 개수를 결정할 수 있습니다.

부스트 컨버터를 사용하는 MPPT가 있는 태양광 발전 시스템

부스트 컨버터 예제를 사용하는 MPPT가 있는 태양광 발전 시스템을 설계하는 스크립트를 열려면 MATLAB® 명령 창에 edit 'SolarPVMPPTBoostData'를 입력하십시오.

선택된 태양광 발전소 파라미터는 다음과 같습니다.

***********************************************************************************************
****                PV Plant Parameters for the Specified Solar Panel                 ****
***********************************************************************************************
*** 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
***********************************************************************************************

Solar Plant 서브시스템

Solar Plant 서브시스템은 병렬로 연결된 태양 전지판 스트링을 포함하는 태양광 발전소를 모델링합니다. Simscape™ Electrical™ 라이브러리 모델의 Solar Cell 블록은 태양 전지판을 모델링합니다. 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 느려집니다. 모든 태양 전지판 전반에 걸쳐 일사량과 온도가 균일하다고 가정함으로써, Solar Panel 서브시스템은 제어된 전류원과 제어된 전압원을 사용하여 태양전지 요소 개수를 줄일 수 있습니다.

최대 전력점 추적(MPPT)

이 예제에서는 Variant 서브시스템을 사용하여 2가지 MPPT 기법을 구현합니다. 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

이 예제에서는 부스트 DC-DC 컨버터를 사용하여 태양광 발전 전력을 제어합니다. 부스트 컨버터는 MPPT 모드와 전압 제어 모드 모두에서 작동합니다. 이 모델은 입사 일사량과 전지판 온도가 주어졌을 때 부하 전력이 태양광 발전소에서 생산되는 최대 전력보다 작은 경우에만 전압 제어 모드를 사용합니다.

시뮬레이션 출력(MPPT 모드)