变负载下独立太阳能发电系统的动态特性分析

　图8为独立太阳能发电系统的SimPowerSystems模块结构图，主要包括四部分：A部分为太阳能发电系统，B部分是PCS，C部分是静态负载，D部分是电动机负载。

2.2 模拟顺序

　　图9为负载变动模拟的顺序图。由图可以看出负载顺序加入，总的模拟时间是12 s。图10为系统发生故障模拟的顺序图。由图可以看出负载的加入顺序，10 s时在220V汇流排发生三相短路故障，10.2 s时故障排除，总模拟时间为14 s。

2.3 模拟结果

　　图11为负载变动时模拟系统参数变动的情况。图11(a)、11(b)为太阳能系统输出电压与升压转换器输出电压随着负载的并入而降低。图11(c)、11(d)、11(e)为太阳能系统输出电流、升压转换器输出电流及PCS的A相电流会随着负载的并入而增加。图11(f)、11(g)为太阳能输出功率随负载变动与日照度变化的变化。图11(h)为PCS的电压在10秒后因日照度降低、以及负载电流造成的压降，导致明显的电压降。图11(i)为PCS供应的实功率随负载的并入而增加。

　　图12为系统发生短路故障时模拟系统参数的变化情况，重点观察故障发生时和故障排除后系统的响应。图12(a)、12(b)为太阳能系统输出电压与升压转换器输出电压会随着负载的并入而降低，故障发生时电压降为零，故障排除后，因为日照度不足，电压仍低于额定值。图12(c)、12(d)、12(e)为太阳能系统输出电流、升压转换器输出电流、以及PCS的A相电流会随着负载的并入而增加，故障发生时，电流明显增加，故障排除后，恢复稳定。图12(f)、12(g)为太阳能输出功率会因为负载变动与日照度的变化而不同，故障时有明显的下降，故障排除后很快恢复稳定，因为此时电压较低，因此输出功率也较低。图12(h)显示PCS的电压响应随着负载的并入而降低，故障发生时电压降为零;故障排除后，因为日照度的不足，电压仍低于额定电压值。图12(i)、12(j)显示PCS供应的实功率与虚功率随着负载的并入而增加，故障导致功率下降，排除后功率恢复到稳定。

3 结论

　　本文主要讨论太阳能发电系统独立运行时的动态特性。模拟结果显示日照度充足时，随着负载顺序并入，太阳能发电系统输出功率上升。当日照度不足时，端电压会下降，特别是有电动机负载时，电压会降得更低，并联的静态负载也会受到相当程度的影响。模拟结果也表明短路故障发生时，由于汇流排电压急速下降时，导致所有系统组件都受到相当程度的影响，故障排除后都会恢复到稳定值。总的来说，太阳能发电系统在这种运行模式下的动态特性是合理的，并且与实际运行条件一致。本文的研究结果为太阳能发电系统的规划、运行以及扩展提供了重要的依据。

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