變負(fù)載下獨(dú)立太陽能發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析

　圖8為獨(dú)立太陽能發(fā)電系統(tǒng)的SimPowerSystems模塊結(jié)構(gòu)圖，主要包括四部分：A部分為太陽能發(fā)電系統(tǒng)，B部分是PCS，C部分是靜態(tài)負(fù)載，D部分是電動(dòng)機(jī)負(fù)載。

2.2 模擬順序

　　圖9為負(fù)載變動(dòng)模擬的順序圖。由圖可以看出負(fù)載順序加入，總的模擬時(shí)間是12 s。圖10為系統(tǒng)發(fā)生故障模擬的順序圖。由圖可以看出負(fù)載的加入順序，10 s時(shí)在220V匯流排發(fā)生三相短路故障，10.2 s時(shí)故障排除，總模擬時(shí)間為14 s。

2.3 模擬結(jié)果

　　圖11為負(fù)載變動(dòng)時(shí)模擬系統(tǒng)參數(shù)變動(dòng)的情況。圖11(a)、11(b)為太陽能系統(tǒng)輸出電壓與升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓隨著負(fù)載的并入而降低。圖11(c)、11(d)、11(e)為太陽能系統(tǒng)輸出電流、升壓轉(zhuǎn)換器輸出電流及PCS的A相電流會隨著負(fù)載的并入而增加。圖11(f)、11(g)為太陽能輸出功率隨負(fù)載變動(dòng)與日照度變化的變化。圖11(h)為PCS的電壓在10秒后因日照度降低、以及負(fù)載電流造成的壓降，導(dǎo)致明顯的電壓降。圖11(i)為PCS供應(yīng)的實(shí)功率隨負(fù)載的并入而增加。

　　圖12為系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)模擬系統(tǒng)參數(shù)的變化情況，重點(diǎn)觀察故障發(fā)生時(shí)和故障排除后系統(tǒng)的響應(yīng)。圖12(a)、12(b)為太陽能系統(tǒng)輸出電壓與升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓會隨著負(fù)載的并入而降低，故障發(fā)生時(shí)電壓降為零，故障排除后，因?yàn)槿照斩炔蛔?，電壓仍低于額定值。圖12(c)、12(d)、12(e)為太陽能系統(tǒng)輸出電流、升壓轉(zhuǎn)換器輸出電流、以及PCS的A相電流會隨著負(fù)載的并入而增加，故障發(fā)生時(shí)，電流明顯增加，故障排除后，恢復(fù)穩(wěn)定。圖12(f)、12(g)為太陽能輸出功率會因?yàn)樨?fù)載變動(dòng)與日照度的變化而不同，故障時(shí)有明顯的下降，故障排除后很快恢復(fù)穩(wěn)定，因?yàn)榇藭r(shí)電壓較低，因此輸出功率也較低。圖12(h)顯示PCS的電壓響應(yīng)隨著負(fù)載的并入而降低，故障發(fā)生時(shí)電壓降為零;故障排除后，因?yàn)槿照斩鹊牟蛔悖妷喝缘陀陬~定電壓值。圖12(i)、12(j)顯示PCS供應(yīng)的實(shí)功率與虛功率隨著負(fù)載的并入而增加，故障導(dǎo)致功率下降，排除后功率恢復(fù)到穩(wěn)定。

3 結(jié)論

　　本文主要討論太陽能發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)特性。模擬結(jié)果顯示日照度充足時(shí)，隨著負(fù)載順序并入，太陽能發(fā)電系統(tǒng)輸出功率上升。當(dāng)日照度不足時(shí)，端電壓會下降，特別是有電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)，電壓會降得更低，并聯(lián)的靜態(tài)負(fù)載也會受到相當(dāng)程度的影響。模擬結(jié)果也表明短路故障發(fā)生時(shí)，由于匯流排電壓急速下降時(shí)，導(dǎo)致所有系統(tǒng)組件都受到相當(dāng)程度的影響，故障排除后都會恢復(fù)到穩(wěn)定值?？偟膩碚f，太陽能發(fā)電系統(tǒng)在這種運(yùn)行模式下的動(dòng)態(tài)特性是合理的，并且與實(shí)際運(yùn)行條件一致。本文的研究結(jié)果為太陽能發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)劃、運(yùn)行以及擴(kuò)展提供了重要的依據(jù)。

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