Анализ режимов и выбор параметров преобразователя напряжения и контроллера максимальной мощности автономной фотоэлектрической станции
| Parent link: | Вестник Иркутского государственного технического университета Т. 24, № 1.— 2020.— [С. 164-182] |
|---|---|
| Main Author: | |
| Corporate Author: | |
| Other Authors: | |
| Summary: | Заглавие с экрана Цель - разработка методики выбора параметров основных компонентов автономной фотоэлектрической станции: преобразователя напряжения понижающего типа и контроллера поиска точки максимальной мощности, обеспечивающих максимально эффективное преобразование и использование солнечной энергии. Проведен анализ режимов и энергетических характеристик солнечных батарей при различных условиях освещения и температуры по уравнениям, описывающих физические процессы в эквивалентной электрической схеме замещения фотоэлектрического преобразователя. Выполнено имитационное моделирование динамических режимов автономной фотоэлектрической станции в программном комплексе MATLAB/Simulink. Проведен анализ основных энергетических характеристик и разработаны математические модели компонентов автономной фотоэлектрической станции для исследования режимов отслеживания точки максимальной мощности. Определены необходимые условия согласования параметров солнечной батареи и преобразователя напряжения для отслеживания точки максимальной мощности. Разработана оригинальная методика и алгоритм расчета и выбора параметров основных элементов фотоэлектрической станции. Рассмотрен практический пример расчета и выбора параметров преобразователя напряжения и цифрового контроллера максимальной мощности автономной фотоэлектрической станции. Результаты имитационного моделирования динамических режимов фотоэлектрической станции показали, что преобразователь напряжения и контроллер максимальной мощности со значениями параметров, выбранными по предложенной методике, обеспечивают надежное и эффективное отслеживание точки максимальной мощности во всех пяти рассмотренных тестовых вариантах внезапного изменения освещенности солнечных батарей. Точность отслеживания составляет не менее 98,2%, а коэффициент полезного действия преобразователя во всех рассмотренных режимах - не ниже 93,2%. Рабочие диапазоны изменения энергетических характеристик основных элементов фотоэлектрической станции соответствуют расчетным значениям, полученным при их проектировании. The purpose is to develop a methodology for selecting the parameters of the main components of a stand-alone photovoltaic station: a step-down voltage inverter and a maximum power point search controller, which ensure the most efficient conversion and use of solar energy. The analysis of modes and energy characteristics of solar cells under different lighting conditions and temperature is carried out using equations describing physical processes in the equivalent electrical circuit of a photoelectric converter. The dynamic modes of a stand-alone photovoltaic station are simulated in the MatLab/Simulink software package. The main energy characteristics are analyzed and mathematical models of the components of a stand-alone photovoltaic station are developed in order to study the tracking modes of the maximum power point. The necessary conditions for matching solar battery and voltage inverter parameters to track the maximum power point are determined. An original methodology and an algorithm for calculating and selecting parameters of the main elements of a photovoltaic station are developed. Consideration is given to the practical example of calculating and selecting parameters of a voltage inverter and maximum power digital controller of a stand-alone photovoltaic station. The simulation results of dynamic modes of the photovoltaic station show that the voltage inverter and the maximum power controller with the parameter values selected according to the proposed methodology provide reliable and effective tracking of the maximum power point in all five considered test cases of sudden changes in solar cell illumination. The tracking accuracy is at least 98.2%, and the inverter efficiency in all the modes considered is at least 93.2%. The operating ranges of energy characteristic variation of the main elements of a photovoltaic station correspond to the calculated values obtained under their design. |
| Language: | Russian |
| Published: |
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-1-164-182 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=661943 |