基于工程模型的光伏建模与输出特性仿真

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1、第34卷第5期四川电力技术Vo1．34。No．52011年lO月SichuanElectricPowerTechnologyOct．。201t基于工程模型的光伏建模与输出特性仿真郭立。晁勤，袁铁江，吐尔逊．伊不拉音，袁建党(新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830047)摘要：基于光伏电池的工程模型；在Matlab／Simulink仿真环境下，搭建了光伏阵列仿真模型，可模拟仿真给定光伏模块参数、光伏阵列串并联方式、外界环境变化下的光伏阵列特性曲线，并具有最大功率跟踪功能，其中采用考虑外界环境因素变化的恒电压控制方法，方法简单易行。该模型有较好的通用性，为光伏发电景统的研究提供了仿真模型和平

2、台。．关键词：光伏模型；MPPT；Simulink建模；输出特性Abstract：Basedontheengineeringmodelofphotovohaicbattery，thesimulationmodelofphotovoltaicarrayisestablishedon．Matlab／Simulinkenvironment．Themodelcansimulatethegivenparametersofphotovohaiemodule，theseriesandparallelconnectionmodeofphotovohaicarray，andthecharacteristic

3、curvesofphotovoltaicarrayduringthevariationofexternalenvi·ronment，．andhasthetracingfunctionofmaximum。powerinwhichitusestheconstantvoltagecontrolmethodconsideringthevariationofexternalenvironmentfactor，andissimpleandpracticable．Themodelhasabettercommonality，anditprovidesthesimulationmodelandplatfor

4、mfortheresearchofphotovohaicpowergenerationsystem．Keywords：photovohaicmodel；MPPT；Simulinkmodeling；outputcharacteristics中图分类号：TK511文献标志码：A文章编号：1003—6954(2011)05—0089—03光伏发电系统是运用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将光照辐射的能量直接转换为电能的一种1光伏工程数学模型新型能源发电系统。由于光伏电池成本较高，实际实验困难，所以计算机模拟仿真成为研究这类领域的主任意太阳光照强度G(W·m一)和环境温度要方式⋯。在实际情况中，光

5、照强度不稳定，同时太(oC)条件下，太阳能电池温度(oC)为阳能电池易受外界温度等因素影响，因此需要对光伏=+。G(1)阵列特性进行建模，实现光伏发电系统的动态仿真。式中，t由试验测得大量数据取为0．03oCin。／W。搭建光伏阵列数学模型总体上有3种思路：(1)设在参考条件下，为短路电流，为开路电压，是将光伏阵列直接看成直流电压源，该方法虽然简、为最大功率点电流和电压，则当光伏阵列电压易，却不能反映光照强度、外界温度变化及光伏阵列为，其对应点电流，为参数的变化，即不能反映光伏阵列随外界条件变化的c=-1特性；(2)是使用光伏阵列I—V外特性，对相应的参数修正拟合，从而使得该模型特性近似接

6、近于实际光C：(1一FIm)毪(3)e伏阵列，但对于光照强度、环境温度等参数的设定较为复杂；(3)是根据光伏电池本身的物理特性提出光，=(1一C(e一1))(4)伏阵列数学模型，即环境条件的变化与光伏阵列其内考虑太阳辐射变化和温度影响时，部特性的关系式，该模型的建立需要大量的实验和时DT=一(5)间，且十分复杂和困难。因国内外所研究的光伏模型DV=-3·DT—·DI(6)具有针对性和局限性，所以不具备一定的通用性。OI=o~()。+G-1)(7)基于Matlab／Simulink仿真软件，根据光伏工程数学模型，搭建光伏阵列仿真模型，采用厂家所提供，=。(1一Cl(e-Cd~一1))+D，(

7、8)的光伏电池参数，并能模拟外界环境的变化模拟其特式中，G分别为太阳辐射和电池温度参考值，一性的影响。般分别取lkW／m和25oC；a为在参考日照下的电第34卷第5期四川I电力技术V01．34．No．52011年l0月SichuanElectricPowerTechnologyOct．，2011流变化温度系数，Amps／~C；参考日照下的电压变化制，考虑了外界条件变化对开路电压和短路电流的影温度系数，v／℃；为光伏阵列的