２０１２年第２期 安徽电子信息职业技术学院学报 Ｎｏ．２ ２０１２ １１卷（总第５９期）ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＮＨＵＩＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬＣＯＬＬＥＧＥＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ＆ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｎｏ．５９ Ｖｏ１．１ １ 【文章编号】１６７ １－８０２Ｘ（２０１２）０２—００１０—０９ 三相光伏并网发电系统的建模与仿真 陶晓峰， 谢君 （中国联合工程公司， 浙江杭州３１００２２） ［摘要］本文系统地介绍了三相光伏并网发电系统的建模与仿真。根据光伏阵列的等效电路，在 Ｍａｔｌａｂ／ｓｉｍｕｌｉｎｋ中采用ｓ函数的方式，建立了光伏阵列的数学模型。基于光伏阵列的Ｖ—Ｉ曲线，利用牛顿迭 代求解方法，确定了光伏阵列并网运行的最大功率点。根据三相光伏并网发电系统的结构图，结合双闭环并 网的控制策略。实现了光伏阵列的最大功率点跟踪控制、光伏并网电流的正弦化和单位功率因数。最后，将 光伏并网接入到电力系统的配电网络中，结合算例，研究了日照强度、环境温度、控制策略等变化时，光伏阵 列的仿真结果。通过仿真分析，证明了本文所建立的三相光伏并网的模型和控制策略的正确性。 ［关键词］三相光伏并网；光伏阵列；最大功率点跟踪；建模；仿真 ［中图分类号］ＴＭ６２ ［文献标识码］Ａ 一、引言 仅涉及到太阳能电池和并网逆变技术，还涉及到系 我国是世界上太阳能资源最丰富的国家之一， 统的控制和优化问题。文献翻建立了太阳电池阵列 每年接收的太阳辐射量约合２４０００亿吨标准煤。开 的仿真模型，实现了最大功率点跟踪（ＭＰＰＴ）功能。 发和利用丰富的太阳能，对解决能源短缺和保护环 文献［３１根据三相桥电路工作原理，提出了三相光伏 境有重要的战略意义。 并网系统的设计方案。文献嗍提出了将光伏并网发 太阳能光伏发电是利用太阳能的有效方法之 电与无功补偿一体化的理论，构成光伏并网功率调 一，按与电力系统关系分类，通常分为孤立光伏发电 节系统，提高供电质量和减少功率损耗。文献［５１以电 系统和并网光伏发电系统。与光伏发电孤立运行相 导增量法为最大功率点跟踪算法实现了单级光伏并 比，光伏并网主要有如下优点［ＩＪ：光伏阵列可以始终 网。文献ｔ￣４）－绍了一种新颖的多级式并网技术，并且 运行在最大功率点处，提高了太阳能发电的效率；省 实现了单相光伏并网。 略了蓄电池作为储能环节，降低了蓄电池充放电过 本文系统地研究了三相光伏并网发电系统的建 程中的能量损失；所发电能可以供给当地负荷使用， 模与仿真。根据光伏阵列的等效电路，在Ｍａｔｌａｂ／ 同时多余或不足可通过电网来调节，不用过多地考 ｓｉｍｕｌｉｎｋ中采用ｓ函数的方式，建立了光伏阵列的 虑负载供电的稳定性和供电质量问题。因此光伏并 数学模型。同时，利用牛顿迭代求解方法，基于光伏 网发电是适合偏远农村地区解决能源不足的有效方 阵列的Ｖ－ｑ曲线，确定了光伏阵列运行的最大功率 法。 点。根据三相光伏并网发电系统的结构图，结合并网 光伏并网系统是一个综合控制的过程，它不 的控制策略，实现了光伏阵列的最大功率点跟踪控 ★［收稿日期］２０１２－，０２—２３ ［作者简介］陶晓峰（１９８１一），男，江苏常熟人，助理工程师，研究方向：小型发电厂设计。 豆 一 ２０１２．４．２０ 圜困囱囫 陶晓峰六谢君一三相光伏并网发电系统的建模与仿真 第２期 制和并网电流的正弦化以及单位功率因数的并网控 制。最后，将光伏并网接人到电力系统的配电网络 中，结合算例，仿真研究了日照强度、环境温度、控制 ＿ ＇１ Ｉ Ｉ ｌ ｄ ｌ ｄ／／Ｉ＇ｄ／ｄ＿Ｖ￣策略等因数变化时，光伏阵列的仿真结果。 二、光伏阵列的数学模型 Ｊ ｌ Ｉ Ｉ Ｉ／Ｉ．Ｌ．（一）太阳能电池的等效电路和伏安特性 ￣Ｉ Ｉ／＼／ 太阳能电池是以半导体Ｐ—Ｎ结上接受太阳光 照产生光生伏特效应为基础，直接将光能转换成电 能的能量转换器。太阳能电池等效电路阴如图１所 示。其中Ｉｐｈ为光生电流，其值正比于光伏电池的面 积和入射光的日照强度；Ｉｄ为暗电流，指光伏电池 在无光照时，由外电压作用下Ｐ—Ｎ结内流过的单向 电流；Ｒｓ串联电阻，一般小于１，它主要由电池的体 图２ Ｖ－Ｉ特性曲线 （－－）光伏阵列的仿真模型 光伏阵列是由若干光伏电池根据负载需要，经 过串、并联组成。设在参考条件（日照强度、环境温 度）下，光伏阵列的短路电流为Ｉｓｃｒｅｆ，开路电压为 Ｖｏｃｒｅｆ，最大功率点电流和电压分别为Ｉｍｒｅｆ和 电阻、表面电阻等组成；Ｒｓｈ旁路电阻，为几千欧姆， 主要是由电池表面污浊和电池边缘的漏泄电阻等组 成。 ・Ｖｍｒｅｆ，则当光伏阵列的输出电压为Ｖ值时，其对应 的工作电流Ｉ为［Ｓｌ： 图１ 太阳能电池的等效电路图 太阳能电池的伏安特性是指在某一确定的日照 强度和温度下，太阳电池的输出电压和输出电流之 间的关系，简称特性。图２为典型的太阳能电池特 性曲线。其中，Ｖｏｃ为开路电压；Ｉｓｃ为短路电流。从 Ｖ—Ｉ特性曲线可以看出，太阳能电池的输出电流Ｉ 随工作电压Ｖ的变化而变化，而输出功率Ｐ＝Ｖ＊Ｉ， 其值就是图中阴影部分的面积ｓ，最大功率点跟踪 的目的也就在横坐标上寻找一点Ｖｍ，使得面积ｓ 最大，此时的Ｖｍ、Ｉｍ和Ｐｍ就是最大功率点对应的 电压、电流和最大功率值。 圜困固囫睁 茎二二三塑 塑垄皇 堕 塞 皇 塞 ＝ 一 ． 篁 塑 强度、环境温度常随时间发生变化，导致了光伏阵列 不能持续工作于最大输出功率点处，继而降低了光 （ ）／ ）＝ Ｖ－Ａ Ｖ ） 伏发电系统的能量转换效率，减少了光伏阵列向电 网或负荷注入的电能。因此，为实现系统的最大功 率输出，通常在系统中加人最大功率点跟踪（ＭＰ ） 这一环节，ＭＰＰＴ有很多实现方式 如增量电导法、 ｊ ， 一 Ｖ 幕Ｖ－ＡＶ 曲线拟合法、神经网络、干扰观测法等。本文的仿真 求解最大功率点电流和电压时采用了实时优化迭代 经过ｋ次迭代，满足ＩＶｋ＋ｌｌ＜Ｖｋｌ＜ｓ精度要求 时，此时得到的Ｖ 即为最大功率点电压Ｖ 。 算法［１埘，其特点是能够快速精确的求解出最大功率 点的工作电压，计算过程如下。 设光伏阵列在某一环境温度和日照强度下，其 工作电压、电流分别为Ｖ、Ｉ，根据公式（１），则其输出 功率Ｐ为： Ｐ： ． ：（ 州［１一 ０２。，∞ 从上述数学模型可以看出，计算Ｖ 采用实时 优化迭代的算法，当温度Ｔ、日照强度Ｒ变化时，最 大功率点的电流Ｉ埘和电压Ｖ 也会随之发生改变， 从而使得光伏阵列能够始终保证采用最大功率点跟 踪，进行实时的更新和优化。 一１）】＋ ）．ｖ（８） ｎ 根据上述数学模型，利用Ｍａｔｌａｂ／ｓｉｍｕｌｉｎｋ，通过 编写Ｓ函数，建立了光伏阵列与ＭＰＰＴ的仿真模型。 在此模型中，输入环境温度Ｔ、太阳日照强度Ｒ和工 为使输出功率最大，对Ｖ进行求导，并令 ＝ 为 功 网 来 大 圜困固囫 陶晓峰★谢君——三相光伏并网发电系统的建模与仿真 第２期 功率跟踪控制单元，完成光伏阵列最大功率点工作 从图４可以看出，该控制为典型的双闭环控制 电压的确定，并作为参考电压Ｖ 用于与光伏阵列 结构，外环为直流电压环，内环为并网电流环。外环 的工作电压Ｖ比较。ＡＶＲ为电压调节单元，其调节 的给定电压为最大功率点跟踪模块（ＭＰ ）输出值 输出为并网电流的Ｉ，￣；ＡＣＲ为电流调节单元，其输 Ｖ耐，反馈值为光伏阵列的工作电压Ｖ ，两值进行比 出用于调制ＰＷＭ波。ＰＷＭ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ为脉冲发生 较，其偏差经过ＰＩ调节后所得到的值Ｉ耐作为并网 器，对逆变电路开关器件的通断进行控制。ＰＬＬ用来 电流内环的电流值，Ｉ耐乘以离散的正弦值得到的值 保证并网电流的频率和相位与电网电压严格同步， 作为电流内环给定的离散值。其值与三相逆变器网 实现光伏并网的单位功率因数。 侧电流值比较后，经过比例环节Ｐ调节后的值，作 （二）三相光伏并网逆变器的控制策略 为调制波与三角波比较产生ＰＷＭ波。 三相光伏并网逆变器为电流控制型电压源逆变 根据此控制策略结构图，利用Ｍａｔｌａｂ搭建了相 器，控制策略采用直接电流控制，直接电流控制策略 应的模块，如图５所示。该模块含有４个输入量（分 的优点【“１为电流响应速度快、鲁棒性强，输出的并网 别是Ｉ Ｖ Ｖ 和Ｖ，均为标幺值）和１个ＰＷＭ输 电流波形好。其结构如图４所示。 出控制信号。Ｉ 为逆变器输出的三相电流，Ｖａｂｃ系 统电压，Ｖ耐为最大功率点跟踪模块（ＭＰＰＴ）的输出 圜困国囫 堕堕 塑墨二＝三塑 旦垄皇墨竺 壅 量堕塞 苎 塑 ／ ｛ ／ ： ｜ 图６算例系统图 ｜ 光伏阵列输出的直流电逆变后经过ＬＣ滤波器滤掉 ｛ ： 高次谐波，再通过线路、变压器连接到配电网络。ＰＶ （ｂ）光伏阵列输出电流波形 为光伏阵列，在参考条件下（Ｔ＝２５ｃＩ＝，Ｒ＝１０００ｋＷ／ｍ２） 其输出功率为Ｐ＝９ｋＷ，开路电压Ｖ￣＝９６０Ｖ，短路电 流Ｉ ＝１０．２５Ａ，线路１、２的参数为Ｒ＝０．６４１Ｑ，ｋｍ，ｘ＝ ０．１Ｏｌｌ＂￣／ｋｍ；线路３的参数为Ｒ＝Ｏ．３４７１＂）＆ｉｎ，Ｘ＝ ｝ ０．２３４ｆｌ／ｋｍ。负荷１为有功负荷，Ｐ＝６ｋＷ，负荷２的 ｉ ／ Ｐ＝６ｋＷ、Ｑ＝１．５ｋＶａｒ。变压器额定容量３０ｋＶＡ，变比为 ｝ ０．４ｋＶ／ｌＯｋＶ。根据上述算例的结构和参数，利用 ｜ Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具，搭建了例系统模型。 下面分别就太阳光日照强度、环境温度和控制 （ｃ）光伏阵列的输出功率波形 Ｗ１．４ｔ￣， 真时间设为０．５秒。 （一）日照强度改变时 伏并网的仿真分析 ， 、、’．一 ｉｊ 设系统的环境温度Ｔ： 勾＿３０ ｏＣ不变，而日照强县 ０ 由０．２秒时的６００ ｋＷ／ｍ 士１ 加到０．３秒时１２００ ｋ ● ｉ｝ ｍ２，此时的仿真结果如图７ 所示，其中图７（ａ）为日具 ＇、 …强度的变化曲线图。从图 ７（ｂ）、（ｃ）可以看出，光ｔ ｝ 阵列的输出电流、输出功昌 薹都随日照强度的增加ｉｉ ｌ 增加。当日照强度为６００ ｋ’ ｍｚ时，光伏阵列的输￡ ｉ ； ： ｉ 电流为６．４Ａ，输出功率为 ５．６ｋＷ，而当日照强度 ——Ｍ Ｐ Ｐ Ｔ的理论计算值………光伏阵列的实际工作电压 、 加到１２００ ｋＷ／ｍ２时，输出 电流增大到１１．９Ａ，其 （ｄ）最大功率点电压和工作电压波形 出功率增加到１０．７ｋＷ。 ● １３∞ １２∞ １１∞ ｆ １０∞ ？ Ⅻ ７ 咖 ｆ ｍ？ 啪 ｆ （ｅ）并网电流波形 一０ ｎ惦０．１ ０１５ ｎ２ ｎ葛（１３ ０．３５ ０．４ ｎ４５ 口 （ａ）日照强度波形 图７ 日照强度变化时的光伏并网仿真分析 ｒ ＸＵＥＢＡ０－ ２Ｕ１２．４．２０ 圜困囡囫 陶晓峰★谢君——三相光伏并网发电系统的建模与仿真 第２期 图７（ｄ）为ＭＰＰＴ计算的最大功率点时电压ｖ村 和光伏阵列工作电压Ｖ的曲线图。在日照强度为 、 ６００ ｋＷ／ｍ２时，经过０．０５ｓ仿真后，系统稳定，Ｖ耐和 ！ Ｖ均为８６７Ｖ。当日照强度增加为１２００ ｋＷ／ｍ２时，两 ｜ 者也随之增加，在０．３７ｓ左右，两者又趋于一致，均 增加到８９７Ｖ。因此，可以看出，本文中并网控制策略 、 、。 能够及时跟踪日照强度的变化，保证光伏阵列的最 大功率输出。 图７（ｅ）为三相并网电流波形，与电网的电压同 （ｂ）光伏阵列输出电流波形 频同相，其幅值随日照强度的上升而增加，从１ｌ。８Ａ 增至２２．８Ａ左右。 从图７中可以看出，光伏阵列的输出电流、输出 功率、最大功率点的电压、光伏阵列工作电压和并网 一、＼ ～ 电流都随着日照强度的变化而变化，呈现上升的趋 势。本文中最大功率点跟踪模块能够跟踪系统的变 ｜ 化，实时计算出最大功率点电压，从而保证光伏阵列 ＼ 的最大功率输出。同时，本文所采取的双闭环控制 策略，能够完成并网电流的正弦化和单位功率因数 化。 （ｃ）光伏阵列的输出功率波形 （二）环境温度改变时光伏并网仿真分析 ・Ⅵ■ 设系统的日照强度Ｒ为１０００ ｋＷ／ｍ２不变，而 ，、 环境温度从０．２秒时的０℃增加到０＿３秒时６０℃， 、 ● 此时的仿真结果如图８所示，其中图８（ａ）为环境温 、 —度的变化曲线图。 ，一＿ ‘、 ，一 ＿， Ｏ ｎ幛０．１ ０．１５ 位２ ｎ ｎ３们５ ０，４ Ｇ４Ｓ ｎ５ ｆ ｆ （ｄ）最大功率点电压和工作电压波形 ｈ． ．｝ Ｊ ｆ ｌ ？ ０ ｎ喳 Ｇ１ ０．１５ ０．２ ｎ２５ ０．３ ｎ篇０．４ Ｑ４５ ０．５ （ａ）温度变化波形 釉 ＬＩ１Ｊ ９ ｝＇』１ｌ ３ 麟 ｉＩ： 酗 ｎ幛 ¨ ｎＩ｜ ｎ２ 噱 ¨ ｎｉ ● Ｇ４Ｂ ｎ５ （ｅ）并网电流波形 图８温度变化时的光伏并网仿真分析 Ｊ．一 ７Ｉｌ１ ４．，ｌｌ■＿Ｘ． ｊ１ＥＢＡｏ 圜困固囫 陶晓峰★谢零｛相 皇墨 壅 堕塞 ＼ 篁 塑 从图８（ｂ）可以看出，当环境温度为０￣Ｃ时，光伏 阵列的输出电流为１０．２２Ａ，为而当环境温度增加到 ６Ｏ℃时，输出电流减小至５．１９Ａ，因此，光伏阵列的 输出电流随环境温度的增加而减小。对于图８（ｃ）， 光伏阵列的输出功率也是随环境温度增加而减小， 在环境温度为０￣Ｃ时，其输出功率为９．０６ ｋＷ，当环 境温度变为６０￣Ｃ时，其输出功率减小至４．５６ｋＷ。 图８（ｄ）为ＭＰＰＴ计算的最大功率点时电压Ｖ 和光伏阵列工作电压ｖ的曲线图。在环境温度为０℃ 时，经过０．０８ｓ仿真时间，Ｖ耐和Ｖ均稳定８８７．０Ｖ，当 环境温度增加到６０ ｏＣ时，Ｖ 和Ｖ随之变化，最终两 者均稳定在８７９．５Ｖ。 （ｂ）光伏阵列工作电压波形 图８（ｅ）为三相并网电流波形，其幅值随环境温 度的上升而减小，从最初的１９．０Ａ降至９．７Ａ左右。 从图８中可以看出，光伏阵列的输出电流、输出 ． ｝ 功率、最大功率点的电压、光伏阵列工作电压和并网 Ｖ （ｃ）光伏阵列的输出电流波形 电流都随着环境温度的变化而变化，呈现下降的趋 ．７７ ０ （三）有无ＭＰＰＴ控制策略时光伏阵列的仿 析 设系统的日照强度Ｒ＝１０００ ｋＷ／ｍ２和温层 ３０℃不变，以下将对是否含有最大功率跟踪（Ｍ】 的控制策略进行仿真。当无ＭＰＰＴ时，控制策 Ｖ村设置为常量８６０Ｖ，仿真结果如图９所示。匿 实线表示含有ＭＰＰＴ的仿真结果，虚线表示不 ｕ ／ ～？一一＿．。 ＭＰＰＴ时的仿真结果。 … 一 ＿●Ｖ （ｄ）光伏阵列的输出功率波形 蛳 图９控制策略变化时的仿真结果 蛳 酊口 Ⅻ 图９（ａ）所示控制策略中参考电压Ｖ 的对比。 在含有ＭＰＰＴ控制中，理论计算出的Ｖ耐为８８８Ｖ， 不含ＭＰＰＴ时，设定的Ｖ村为８６０Ｖ。 图９（ｂ）所示为光伏阵列工作电压波形，在初始 鼬 仿真时，起始点设置为８９０Ｖ，经过０．０８ｓ仿真后，控 ｎ∞０．１ Ｉｔｉ１５ ｑ２ ｎ ｎ３ ｎ篇 ｎ● 幅 ｎ Ｏ （ａ）光伏阵列的参考电压波形 制系统分别将两种情况下光伏阵列的工作电压稳定 在８８８Ｖ和８６０Ｖ，使得其与参考电压Ｖｒｅｆ相等，实 现了控制要求。 ． 图９（ｃ）为光伏阵列输出电流波形，含ＭＰＰＴ控 ｒ ｘＵＥＢＡＯ＿ ２１９１２．４．２０ 圆圜固囫 １Ｏ．６３Ａ，比含ＭＰＰＴ略高。 陶晓峰★谢君—一三相光伏并网发电系统的建模与仿真 ［参考文献］ 第２期 制时输出电流为１０．４Ａ，不含ＭＰＰＴ时输出电流为 ［１］赵争鸣，刘建政，等．太阳能光伏发电及其应 用【Ｍ】．科学出版社，２００５． ［２］李［３］王图９（ｄ）为光伏阵列输出功率波形，尽管不含 ＭＰＰＴ时输出电流比含ＭＰＰＴ时略高，但最终在光 伏阵列的输出功率对比上，含ＭＰＰＴ时输出功率为 ９．２５ｋＷ，不含ＭＰＰＴ时为９．１４ｋＷ。含有ＭＰＰＴ控制 炜，朱新坚．光伏系统最大功率点跟踪控 飞，余世杰，等．光伏并网发电系统的研 制仿真模型［Ｊ］．计算机仿真，２００６，（０６）． 究及实现［Ｊ］．太阳能学报，２００５，（５）． 策略时，输出功率大。 因此，光伏系统含有ＭＰＰＴ控制时，其输出功率 高于不含ＭＰＰＴ控制系统，说明ＭＰＰＴ确实能够起 ［４］汪海宁，苏建徽，等．光伏并网功率调节系统 ［Ｊ］．中国电机工程学报，Ｖｏ１．２７Ｎｏ．２Ｊａｎ２００７． ［５］叶满园，官二勇，宋平岗．以电导增量法实现 ＭＰ 的单级光伏并网逆变器［Ｊ］．电力电子技术， ２００６，（２）． ［６］Ｐｅｄｒｏ Ｇｏｍｅｓ Ｂａｒｂｏｓａ，Ｈｅｎｒｉｑｕｅ Ａｎｔｏｎｉｏ Ｃａｒｖａｌｈｏ Ｂｒａｇａ，ｅｔ ａ１．Ｂｏｏｓｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｕｈｉｌｅｖｅｌ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ 到使光伏阵列输出功率最大的目的。 结合图７、８、９，可以看出： １．光伏阵列的光伏阵列的输出电流、输出功率、 并网电流都随着１３照强度的增加而增大，随着环境 温度的增加呈现下降的趋势。 ２．光伏系统含有ＭＰＰＴ控制时，其输出功率高 于不含ＭＰＰＴ控制系统，说明ＭＰＰＴ确实能够起到 使光伏阵列输出功率最大的目的。 ３．本文中所建立的光伏阵列数学模型、ＭＰＰＴ的 牛顿迭代求解方法，以及本文所采取外环为直流电 压环、内环为并网电流环的双闭环控制策略，能够实 时跟踪外部条件的变化，实现光伏并网的最大功率 ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ Ｓｉｎｇｌｅ－Ｐｈａｓｅ Ｇｒｉｄ－Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏ１．２１，Ｎｏ．４，Ｊｕｌｙ ２００６． 点跟踪，完成并网电流的正弦化和单位功率因数化。 五、结论 本文根据太阳能电池的数学模型，利用Ｍａｔｌａｂ／ ｓｉｍｕｌｉｎｋ，并结合ｓ函数，建立了光伏阵列的数学模 型。利用牛顿迭代求解方法，基于光伏阵列的Ｖ—Ｉ 曲线，确定了光伏阵列运行的最大功率点。根据三 相光伏并网发电系统的结构图，结合光伏并网的外 环为直流电压环、内环为并网电流环的双闭环控制 策略，实现了光伏阵列的最大功率点跟踪控制和并 网电流的正弦化以及单位功率因数的并网控制。最 后，将光伏并网接人到电力系统的配电网络中，结合 算例，仿真研究了日照强度、环境温度、控制策略等 因数变化时，光伏阵列的仿真结果。通过仿真分析， 证明了本文所建立的三相光伏并网的模型和控制策 略的正确性。 囝困固团 陶晓峰 舅墨＝＿＝三塑 皇 堕 塞 篁 塑 Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｐｈａｓｅ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ（ＭＰＰＴ）ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｎｅ ｄ— ｃｏｎｎｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｎｉｔｙ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ．Ａｔ ｌａｓｔ， ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｂｕｔｒｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｓｕｎｌｉｇｈｔ，ｔｈｅ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ Ｔａｏ Ｘｉａｏ－ｆｅｎｇ，Ｘｉｅ Ｊｕｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ ｇｒｉｄ—－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｅｌｅｃｔｉｃ ｒｓｙｓｔｅｍ ａｙｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｃｅｌ１．ｉｔ ｂｕｉｌｄｓ ｔｈｅ ｍａｔｈｅ— ｍａｒｉｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ａｒｒａｙ ｂｙ Ｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｍａｔｌａｂ／ｓｉｍｕｌｉｎｋ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｖ－Ｉ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｃｕｒｖｅ， ｃｈａｎｇｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｉｉｆｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｐｈａｓｅ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ａｒｅ ｃｏｒｒｅｃｔ． ｉｔ ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ ａｒｒａｙ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｒｕｎｎｉｎｇ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｎｅｗｔｏｎ Ｓ ｍｅｔｈｏｄ．Ｂｙ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ－ ｌｏｏｐ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｉｔ ｃａｒｒｉｅｓ ｏｕｔ ｔｈｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ ｇｒｉｄ－１ｃｏｎ— ｎｅｃｔｅｄ；ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ ａｒｒａｙ；Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ；Ｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ （上接第９页）Ｖ＝３６ｘ４０／８０ｘ２１／７４ｘ３３／４８ｘ１７／ 的功能。本产品功能齐全，适用于各种复杂的环境； ５２＝１．１５转／分＝６．９。／秒 稳定性高，确保在火灾发生时，防火排烟阀门及时动 作，起到防火排烟的作用，有效的减少火灾造成的损 失。另外本产品所有传动件及电器元件都安装在罩 壳内，使该产品具有良好的密封性能，特别适宜在有 （二）执行机构主轴旋转９０。所需时间计算： ｔ＝９０／６．９＝１３．１秒 （三）执行机构理论复位时间计算 Ｔ＝２ｔ＝２６．２秒 防水、防雾要求的建筑和各种设备上使用。 ［参考文献］ ［１］徐版社．１９９１． （四）负载后执行机构实际复位时间计算 实际工作中，电机负载后的实际转速为３Ｏ转／ 分，因此机构的实际复位时间为： ｒ（实１￣）＝３６／３０￣２６．２＝３ １．５秒 灏．机械设计手册［Ｍ］．北京：机械工业出 （五）执行机构主轴输出扭矩（即电机在带动主 轴旋转时产生的扭矩）计算 Ｐ＝５０／（４０／８０ｘ２１／７４ｘ３３／４８ｘ１７／５２）／１００＝１５．７Ｎ・ｍ 大于主轴盘簧的最大工作扭矩，可以带动主轴。 六、结论 【２］汪曾祥．弹簧设计手册［Ｍ］．上海科学技术文 献出版社．１９８６． ［３］阎兴编．常用金属材料手册［Ｍ］．湖南科学出 版社．１９８７． ［４］李隆年．电机设计【Ｍ］．清华大学出版社，１９９２． 【５］鄂中凯．齿轮传动设计【Ｍ］．机械工业出版社， １９８５． 研发的防火排烟阀全自动执行机构采用全齿轮 传动，解决了在动作复位过程中，主轴无法回弹的问 题，传动、复位阻力小，动作迅速性能稳定，在通电情 感器动作也能使阀门动作，从而实现温度控制阀门 ［６］国家质量监督检验检疫总局国家标准化管 防火阀门［Ｍ１．２００７． 况下，能够自动使阀门自动复位、自动动作，同时，温 理委员会．ＧＢ１５９３０—２００７建筑通风和排烟系统用
