Моделирование работы фотоэлектрических систем с использованием программной среды Matlab

Аннотация

При работе фотоэлектрических систем большое количество преобразованной энергии по различным параметрам не участвует в электроснабжении потребителя. В результате снижается эффективность работы солнечных установок и надежность обеспечения электрической энергией. Это происходит по различным причинам, но прежде всего из-за несовершенной работы систем автоматического регулирования фотоэлектрических установок. Этими системами управляет информационное оборудование всей установки на основе программного обеспечения и алгоритмов управления. Несовершенство этих алгоритмов не позволяет в полной мере использовать солнечную генерацию фотоэлектрических панелей и ухудшает качество работы всего основного и вспомогательного оборудования электрогенерирующего комплекса. В представленной работе были проведены исследования, позволяющие улучшить работу системы солнечного электроснабжения и повысить ее надежность. Предложенные решения основывались на использовании новых методов отслеживания точки максимальной мощности с использованием высокотехнологичных алгоритмов для управления фотоэлектрической генерирующей системой. В данной работе была предложена обобщенная модель работы солнечного элемента Matlab-Simulink. Основой этой предлагаемой модели является простое математическое уравнение для имитации работы солнечного фотоэлектрического элемента, т. к. выходные характеристики фотоэлектрических модулей нелинейные. Выходные I-V и P-V свойства фотоэлектрического элемента зависят от температуры элемента и солнечной радиации. Физические характеристики конкретного солнечного фотоэлемента могут быть определены с помощью модели в зависимости от температуры и солнечного излучения. Многочисленные модели используют различные программные платформы, которые доступны в литературе. Эта имитационная модель очень проста и удобна в использовании. Результаты моделирования в Matlab-Simulink демонстрируют функциональность и динамическое поведение предоставленного солнечного модуля. На основе проведенного исследования было установлено, что предложенные алгоритмы позволяют значительно повысить эффективность работы фотоэлектрических установок с учетом использования новых медов управления. Генерируемая от преобразователей солнечной энергии мощность расходовалась более эффективно, а фотоэлектрическая система работала с высоким коэффициентом преобразования.