Исследование влияния способа управления и схемы ведомого сетью инвертора на эффективность преобразования тока, генерируемого фотоэлектрической системой
Введение 3
1 Структурная схема соединенной с сетью системы 5
2 Схема инвертора 6
3 Система управления 8
3.1 Системы координат 8
3.2 Синхронизация тока с напряжением сети 15
3.3 Регулирование выходного тока 17
3.4 Способы управления инвертором 20
4. Моделирование 27
4.1 Моделирование работы однофазного преобразователя с ПР-регулятором 27
4.2 Моделирование работы однофазного преобразователя с ПИ-регулятором в dq-системе координат 31
4.3 Моделирование работы трехфазного преобразователя с ПР-регулятором 35
4.4 Моделирование работы трехфазного преобразователя с ПИ-регулятором в dq-системе координат 37
5 Математические зависимости 40
5.1 Теоретические зависимости однофазной системы с ПР-регулятором 40
5.2 Экспериментальные зависимости однофазной системы с ПР-регулятором 43
5.3 Теоретические зависимости однофазной системы с ПИ-регулятором 48
5.4 Экспериментальные зависимости однофазной системы с ПИ-регулятором 66
6. Сравнение эффективности регуляторов 69
Список используемой литературы 70
Использование фотоэлектрических модулей (ФЭМ) существенно возросло в последние пару десятилетий. Об этом свидетельствует прирост суммарной мощности, вырабатываемой по всему миру ФЭМ. Так если в 1992 г. на ФЭМ приходилась суммарная генерируемая мощность порядка 1.2ГВт то в 2013 г. эта величина достигла значения в 136 ГВт. Среди факторов, способствовавших увеличению использования ФЭМ, можно назвать такие как повышение эффективности ФЭМ, снижение стоимости их производства, а также рост заинтересованности в развитии экологически чистых источников энергии.
Системы электроснабжения на основе ФЭМ можно в самом общем виде подразделить на автономные и соединенные с сетью (неавтономные) системы. В настоящее время порядка 99% генерируемой ФЭМ мощности приходится на неавтономные системы. Соединенные с сетью системы, не нуждаются в батареях, вследствие чего они более рентабельны и требуют меньшего технического обслуживания и реинвестирования, по сравнению с автономными системами.
Целью данной магистерской диссертации является:
• Провести теоретический обзор и сравнение выбранных способов управления (а именно регуляторов) и схем ведомых сетью инверторов
• Собрать и отладить модели математического анализа с помощью современных средств моделирования.
• Выполнить сбор, анализ и сравнение основных показателей качества преобразования;
Актуальность данной работы исходит из:
• Низкого уровня освещенности такого технического решения, как ведомые сетью инверторы;
• Отсутствия сравнений эффективности регуляторов тока для ведомых сетью инверторов, опирающихся на показатели регулирования в доступных трудах.
Теоретическая значимость работы заключается в проведении теоретического и сравнительного анализов мало освещенных в научных трудах регуляторов тока ведомых сетью инверторов, разработке математических моделей систем включающих регулятор и ведомый сетью инвертор, проведении анализа по результатам имитационного моделирования.
Практическая значимость работы заключается в:
- Изготовленных математических моделях систем включающих регулятор и ведомый сетью инвертор, в целом применимых для практического расчета номиналов компонентов в различных режимах работы;
Структура и объем работы. Магистерская диссертационная работа состоит из введения, шести разделов и списка используемой литературы из 30 наименований. Содержание работы изложено на 75 страницах, содержит 53 рисунка, 58 формул и 24 таблицы.
Из проведенных исследований можно заключить следующее. При повышении коэффициентов регуляторов эффективность их работы повышается. Это в частности выражается для ПР-регулятора в однофазовой системе в уменьшении установившейся ошибки как по амплитуде так и по фазе. Для ПИ-регулятора в dq-системе координат в однофазовой системе это выражается в уменьшении времени переходного процесса. Однако с увеличением коэффициентов регуляторов неизбежно встают вопросы устойчивости системы. Так как с увеличением коэффициентов увеличивается диапазон частот, в котором при возникновении дополнительного фазового сдвига в системе возможен переход в режим генерации.
Можно сделать вывод, что регулирование выходного тока указанными типами регуляторов имеет одинаковую эффективность, как для однофазной, так и для трехфазной схем (при условии симметричности фаз).
