Modeling and simulation of photovoltaic (PV) power systems have become increasingly important with wide acceptance and integration of solar energy in modern electric grids. The transcendental nonlinear equations describing the PV generator, which are coupled with the detailed switching models of the power electronic converters, generally result in slow and inefficient simulations, especially when long-term analyses are required. This paper focuses on simple and efficient modeling approaches that are suitable for long-term and large PV system analyses. This study provides a simplified PV-cell model and its parameterization, guaranteeing that the I-V characteristic curves pass through the typical points given in manufacturers' datasheets. Furthermore, several power interface models are provided for fast simulation purpose. A classical two-stage power processing system with intermediate dc link used as a string inverter, as well as a single-stage conversion unit used in distributed module-dedicated PV applications, are taken as application examples. The generalized modeling approach is thoroughly evaluated by comparing the simulation results with the experimental data of a practical 2.4-kW grid-tied PV solar unit. The proposed methodology is shown to have advantages over conventional modeling approaches to simulate long-term grid-tied operation

مدل‌سازی و شبیه‌سازی سیستم‌های قدرت فوتوولتائیک (PV) به طورفزاینده‌ای با پذیرش گسترده و مجتمع‌سازی انرژی خورشیدی در شبکه‌های مدرن، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شده است. روابط غیرخطی متعالی، ژنراتور PV را توصیف می‎کند که با مدل‌های کامل کلیدزنی مبدل‌های قدرت تلفیق شده‌اند که معمولاً به شبیه‌سازی‌های ناکارآمد و کند منجر می‌شوند، مخصوصاً زمانی که تحلیل بلندمدت مورد نیاز است. این مقاله بر روی روش‌های مدل‌سازی موثر و ساده که برای آنالیز بلند مدتِ سیستم بزرگ PV مناسب است، متمرکز شده است. این مطالعه یک مدل سلول PV ساده شده با مشخص کردن پارامترهای آن را ارائه می‌کند که تضمین می‌کند که منحنی مشخصه I-V از نقاط نمونه مشخص شده در دیتاشیت تولیدکننده عبور می‌کند. علاوه بر این، مدل‌های اینترفیس مختلفی با هدف شبیه‌سازی سریع ارائه گردیده است. یک سیستم پردازش توان دو طبقه‌ای کلاسیک با اتصال dc میانی استفاده شده به عنوانِ سلسله اینورتر و نیز یک واحد مبدل یک طبقه‌ای استفاده شده در ماژول اختصاصی PV، مثال‌هایی از کاربردها می‌باشند. روش مدل‍سازی کلی، کاملاً از طریق مقایسه نتایج شبیه‌سازی با اطلاعاتِ تجربی یک شبکه متصل واقعی 2.4kW واحد خورشیدی PV، ارزیابی شده است. روش پیشنهادی نسبت به روش‌های مدل‌سازی سنتی مزیت‌هایی در شبیه‌سازی عملکرد متصل به شبکه بلندمدت دارد

1-مقدمه

سیستم‌های قدرت فوتوولتائیک (PV) به طورفزاینده‌ای با پذیرش گسترده و مجتمع‌سازی انرژی خورشیدی در شبکه‌های مدرن، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شده است. در سال‌های اخیر، سیستم‌های قدرت PV توجه محققان را به سمت خود کشانده است، در جائیکه مدل‌سازی و شبیه‌سازی کامپیوتری برای تحلیلِ عملکردِ سیستم و برهم‌کنش با شبکه برق ضروری است. در دهه اخیر، روش‌های شبیه‌سازی مختلفی در مقالات مختلف با تلاش‍های بسیار بر روی مدل‌سازی و تعیین پارامترهای PV ارائه گردیده است. در هر حال، تعیین پارامتر پیشنهادی پیچیده است و مدل PV منتج نیاز به یک حل‌کننده تکراری برای پیاده‌سازی شبیه‌سازی نیاز دارد. این به حجم بالای محاسبات منجر می‌شود که برای شبیه‌سازی سیستم‌های قدرت PV با استفاده از پلت‌فرم‌‎های کامپیوتری ارزان قیمت، غیرعملی می‌باشد...