Upload
doriano-calabrese
View
213
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Sviluppo di un simulatore di campo fotovoltaico per sistemi connessi alla rete
LaureandoLuca Scudiero
RelatoreProf. Ing. Simone Castellan
CorrelatoriProf. Ing. Alessandro Massi PavanDott. Ing. Stefano Cleva
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTEDipartimento di Elettrotecnica, Elettronica e Informatica
Laurea triennale in Ingegneria Elettronica curr. applicata
Anno accademico 2008/2009
CAMPO FOTOVOLTAICO
COS’E’ UN SIMULATORE DI CAMPO?
Sistema di condizionamento della potenza
f(irraggiamento) f(temperatura)
STADIO DI POTENZATensione continua non regolata
Tensione continua regolata
Vn=1000VPn=20kW
DEFINIZIONE ELEMENTI COSTITUTIVI
STADIO DI POTENZA
Convertitore CC-CC abbassatore (Bùck)
CONTROLLO
Inverter FV
MPPT
Caratteristica V-I
Tensione imposta
Riferimento corrente Tensione
misurata
Alimentazione
Riferimento tensione
CONVERTITORE CC-CC ABBASSATORE (Bùck)
tON S chiuso;tOFF S aperto; Ts=tON+tOFF
ncDVdcVdc ,
Tc
tD ON
DIMENSIONAMENTO COMPONENTI BùCK
;408
1
;30,
%_2
FVdcLfc
DC
mHIo
DTcVdcncVdcL
amm
Massimo ripple di tensione
ammissibile
Massimo ripple di corrente
ammissibile
SIMULAZIONI BùCK (I)
)()(
)()(1)(
)()(1)(
tVtVo
titiCdt
tdV
tVoRtiDVLdt
tdi
C
OUTLC
LLGL
Equazioni caratteristiche del circuito:
Resistenza parassita del condensatore
(trascurata)
Resistenza di perdita dell’induttanza
SIMULAZIONI BùCK (II)
Ambiente Simulink
fc=10kHz
SIMULAZIONI BùCK (III)
Andamento della corrente di uscita del simulatore
SIMULAZIONI BùCK (IV)
Ripple della corrente di uscita del simulatore di campo fotovoltaico
CONSIDERAZIONI PRATICHE
Valori di induttanza proibitivi.Accorgimenti possibili:
1)Aumentando il valore di C.
2)Considerando l’intervento di Cinv.
mHL 10 mFC 10
VALORI FINALI:
ANALISI DEL SISTEMA (I)
V
I
PI+
-ΔImis
VinLRsL
1-+ΔIrefΔV
),( IrrTf
Ingresso considerato come un disturbo
ANALISI DEL SISTEMA (II)
L
IN
RsL
VsG
)(
Funzione di trasferimento semplificata e valida solo se:
Introduce un polo di pulsazioneTc
2
10PWM
sist
fBW
Sistema PWM Condensatore del filtro di uscita
Variazioni lente della tensione di
uscita
PROGETTO REGOLATORE PI(SISOTOOL) (I)
Architettura del sistema
Importazione dei dati
Inserimento funzioni di trasferimento
PROGETTO REGOLATORE PI(SISOTOOL) (II)
s
sKiKp
KisC
1
)(
ms
Kp
s
ssC
7
70;
107
107170)(
3
3
VALORI FINALI:
Regolando la posizione dello zero ed il guadagno Ki si potranno variare le
diverse dinamiche del sistema regolato
PROGETTO REGOLATORE PI(Risposta al gradino)
tr≈0.4msBW ≈ 1kHz
PROGETTO REGOLATORE PI(Risposta al disturbo)
Ampiezza azzerata
Ampiezza fortemente attenuata!
INVERTER FOTOVOLTAICO (I)
SISTEMA MPPT
Controllo inverter
INVERTER FOTOVOLTAICO (II)
c
b
a
i
i
i
i
i
)2sin(
)2cos(
)sin(
)cos(
0
1
3
2
α
β
a
bc
TRASFORMATA DI CLARKE
22
22
vv
pvii
vv
pvii
p
p
2 anelli di corrente
1 anello di tensione
ivivp
ANELLO DI CONTROLLO DI CORRENTE
s
ssPI i 3
3
101
101120)(
sLf
sVsVsIf SDC )()()(
101)( PWM
PIiPWM
fBWsG
ANELLO DI CONTROLLO DI TENSIONE
2/
)()()(2
sC
sPisPusVdc
101)( PIi
PIvPIi
BWBWsG
s
ssPIv 02.0
02.013)(
SIMULAZIONI (I)
Andamento della corrente di uscita del simulatore di campo fotovoltaico.
SIMULAZIONI (II)
Ripple della corrente di uscita del simulatore di campo fotovoltaico.
SIMULAZIONI (III)
Andamento della tensione ai capi dello stadio di ingresso dell’inverter.
CONCLUSIONI
• Simulatore di campi fotovoltaici per potenze fino ai 20kW;
• Progetto simulato: manca la realizzazione pratica;
• Hardware semplice;
• Le simulazioni corrispondono con i risultati attesi;
MA
(Prevista in futuro presso l’Università degli Studi di Trieste)
GRAZIE PER L’ATTENZIONE