شبیه سازی اینورتر در متلب – به همراه کد

اینورتر یکی از انواع مبدل‌های الکترونیک قدرت است که کاربرد زیادی در سیستم‌های فتوولتائیک دارد. همان‌طور که می‌دانیم، برق تولیدی یک سلول خورشیدی، جریان مستقیم است و برای آنکه بتوانیم از آن برای دستگاه‌ها و لوازم استفاده کنیم، باید یک اینورتر DC به AC را به کار بریم. در سیستم‌های فتوولتائیک منفصل از شبکه، اینورتر سیگنال DC را به سیگنال AC تبدیل می‌کند. بنابراین، مدل آن باید با توجه به بازده تبدیلش انتخاب شود. در سیستم‌های متصل به شبکه، اینورترها سیگنال خروجی را با توجه تغییر فرکانس و فاز، با شبکه سنکرون می‌کنند. در این آموزش، برنامه شبیه سازی اینورتر در متلب را ارائه خواهیم کرد.

شکل ۱‎‎ منحنی کارایی اینورتر تجاری را که از دیتاشیت آن به دست آمده نشان می‌دهد. این منحنی، بازده اینورتر را با توجه به توان ورودی و توان نامی آن بیان می‌کند.‎

منحنی بهره‌وری را می‌توان با تابع توانی زیر توصیف کرد:

‎$$ \large \begin{align*}<br /> ‎ ‎\begin {array}‎<br /> ‎ \eta = c _ 1 \left( \dfrac { P _ \mathrm { P V } } { P _ { \mathrm { I N V } _ R } } \right) ^ { c _ 2 } + c _ 3 \dfrac { P _ \mathrm { P V } } { P _ { \mathrm { I N V } _ R } } > 0 ‎<br /> ‎\end {array}‎<br /> ‎\end{align*}‎ $$

که در آن، $$P_\mathrm{PV}$$ و $$P_{\mathrm{INV}_C}$$ به‌ ترتیب توان خروجی ماژول PV و توان نامی اینورتر و $$c_1$$، $$c_2$$ و $$c_3$$ ضرایب مدل هستند. با ابزار برازش متلب می‌توان ضرایب مدل اینورتر را محاسبه کرد. توجه کنید که مدل اینورتر متصل به شبکه کاملاً متفاوت است، زیرا به بررسی مشخصات سیگنال نیاز دارد.

فیلم آموزش طراحی و شبیه سازی نیروگاه خورشیدی با نرم افزار PVSOL در فرادرس

کلیک کنید

برای مثال، می‌خواهیم برنامه متلب یک اینورتر PWM را با سیگنال خروجی ۵۰ هرتز، شاخص مدولاسیون ۲۰ درصد، فرکانس حامل ۲۰۰ هرتز و زاویه فاز بار ۲۵ درجه بنویسیم. این برنامه به صورت زیر است:

اگر این برنامه را اجرا کنیم، از ما خواسته می‌شود که اطلاعات زیر را وارد کنیم‌. این اطلاعات را با توجه به اعداد مذکور بالا وارد می‌کنیم:

Voltage-source inverter with Sinusoidal-Pulse Width Modulated output
By Tamer Khatib 
The frequency of the output voltage, f = 50
the modulation index,ma, (0<ma<1), ma = 0.2
the phase angle of the load in degrees = 25
The frequency of the carrier signal= 200

در نتیجه، خروجی برنامه به صورت زیر خواهد بود:

......................................................................
alpha beta width

ans =

   39.6000   52.2000   12.6000
  127.8000  140.4000   12.6000
  219.6000  232.2000   12.6000
  307.8000  320.4000   12.6000

The rms Value of the output Voltage = 

Vo =

    0.3742

The rms Value of the output voltage fundamental component = 

ans =

    0.1408

 The RMS value of the load current =

CORMS =

    0.1859

The RMS value of the supply current is

CSRMS =

    0.0906

The Average value of the supply current is

CSAV =

    0.0295

 Performance parameters are

THDVo =

    2.4618


THDIo =

    0.8624

Current plot held

شکل ۲، ولتاژ خروجی پریونیت اینورتر را نشان می‌دهد.

شکل ۳ نیز ولتاژ و جریان را نشان می‌دهد.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده و علاقه‌مند به یادگیری مباحث مشابه هستید، آموزش‌های زیر را نیز به شما پیشنهاد می‌کنیم:

• محاسبه قیمت برق از روی قبض — به زبان ساده
• انواع باتری — از صفر تا صد
• انواع اینورترهای خورشیدی — به زبان ساده

^^