Розробка перетворювального комплексу сонячної електростанції
Вантажиться...
Дата
2024
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
НУК
Анотація
У магістерській роботі на основі теорії мережевих фотоелектричних систем розглянуто головні аспекти проектування силових перетворювальних комплексів у складі інтегрованих фотоелектричних станцій. Розглянуто стандарти, що стосуються мережевого підключення розподілених ресурсів, принципи будови і функціонування окремих фотоелектричних елементів, до того, структурна організація фотоелектричних модулів та силових напівпровідникових перетворювачів. Знайдено кілька різних топологій перетворювачів, придатних для використання з фотовольтаїкою, і на основі цих топологій досліджено рішення щодо того, як контролювати ці перетворювачі. Ці засоби контролю включають методи використання максимальної потужності від сонячних панелей, методи синхронізації з мережею та методи контролю струму та напруги.
На основі такого підходу створено модель системи, що включає ізольований повномостовий перетворювач постійного струму з живленням струмом в каскаді з трифазним мостовим перетворювачем постійного струму в змінний струм, що має фільтр LCL як інтерфейс мережі. Цей комплекс моделюється і досліджується в Simulink, основна увага приділяється системі керування. Тому були створені лінійні системні моделі системи керування, які лягли в основу її оптимізації . Моделювання було виконано за допомогою Simulink, а система керування для перетворювачів була реалізована у двох DSP, по одному для кожного перетворювача.
Вузловими питаннями цієї роботи були розробка проекту і конструкції перетворювача DC-DC в складі перетворювального комплексу, але вони виявилися складнішими, ніж передбачалося спочатку. Через це занадто мало часу було витрачено на проектування схеми і занадто багато часу було витрачено на тестування та виправлення помилок. Через це дослідження закінчилося проведенням лише симуляційного модельного експерименту без перетворювача DC-DC. Однак у звіті показано, що повномостовий перетворювач постійного струму з ізольованим струмом є багатообіцяючою топологією у фотоелектричних системах, яку слід досліджувати далі.
У ході модельного експерименту виявлено, що отримані моделі системи дають динамічний відгук, близький до реального, і придатні для надання базового розуміння динаміки системи керування та для її оптимізації. Система керування складається з пристрою відстеження точки максимальної потужності, який ефективно знаходить точку, де фотоелектричні модулі видають найвищу потужність, а для синхронізації з напругою в мережі використовується петля фазового автопідстроювання, яка блокує приєднання вихідної напруги перетворювача до мережі менш ніж за 10 мс.
Щоб контролювати перетікання потужності в мережу, використовується керування струмом у обертовій системі відліку, закріпленій за напругою мережі. Це спростило керування, оскільки воно дає стаціонарні значення постійного струму, і зробило можливим окремо контролювати потік активної та реактивної потужності.
Щоб перевірити, як система справляється з різними робочими умовами, і перевірити, чи вона відповідає вимогам стандартів, слід провести більш широке тестування системи в умовах експлуатації, близьких до реальних. Це включає в себе тестування з різним опроміненням сонячних панелей, збоями в електромережі і т. п.
Опис
Поповенко, П. Ю. Розробка перетворювального комплексу сонячної електростанції = Development of a converting complex of a solar power plant : магістерська робота ; спец. 171 “Електроніка“ / П. Ю. Поповенко ; наук. кер. О. К. Жук. – Миколаїв : НУК, 2024. – 165 с.
Ключові слова
сонячна енергія, сонячні панелі, інвертори, фотоелектричні установки, фільтр LCL, DC-DC перетворювач, 171 “Електроніка“, Solar energy, Solar panels, Inverters, Photovoltaic installations, LCL filter, DC-DC converter