光伏电池建模及MPPT仿真研究.pdf

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1、第36卷第1期黑龙江电力V01．36No．12014年2月HeilongjiangElectricPowerFeb．2014光伏电池建模及MPPT仿真研究乔月竹，韩学军，王大伟(东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012)摘要：根据光伏电池数学模型，在Matlab／Simulink环境下建立光伏电池仿真模型，并在不同光照强度和环境温度条件下进行了仿真，结果表明，光伏电池的输出特性呈明显非线性并随环境温度和光照强度的变化而变化。此外，对该模型结合MPPT模块，实现对光伏电池最大功率点跟踪方面，提出了一种跟踪速度快、稳态精度高的改进粒子群算法。经仿真试验表明，该方

2、法较传统方法具有明显的控制效果。关键词：光伏电池；仿真模型；输出特性；MPPT；粒子群算法；电导增量法中图分类号：TM615．2文献标志码：A文章编号：1002—1663(2014)Ol—oo30—05PhotovoltaiccellmodelingandMPPTsimulationstudyQIAOYuezhu，HANXuejun，WANGDawei(SchoolofElectricalEngineering，NortheastDianliUniversity，Jilin132012，China)Abstract：Accordingtothenumericalm

3、odelofphotovohaiccell，establishesthesimulationmodelofphotovohaiccellunderMatlab／Simulink，andsimulatesitunderdifferentconditionsoflightintensityandtemperature．Theresultshowsthattheoutputcharacteristicsofphotovohaiecell，whichisnonlinear，ischangingwithenvironmenttempera—tureandlightinten

4、sity．Besides，ontheaspectoftherealizationofmaximumpowerpointtrackingwiththecombina—tionofMPPT，theimprovedparticleswarmoptimizationisproposedwiththehighspeedoftrackingandstableaccu—racy．Thesimulationshowsthatthismethod，comparedtothetraditionalone，enjoysamoreobviouscontroleffect．Keywords

5、：photovoltaiccell；simulationmodel；outputcharacteristic；MPPr；particleswarmoptimization；conduct—aneeincrementmethod太阳能取之不尽，用之不竭，对环境无不良影率点进行了跟踪。响，作为一种优越的可再生能源受到各个领域的青1光伏电池的等效模型及特性睐。但是，光伏电池的输出特性受光照强度及环境温度影响很大，具有明显的非线性特征，因此，建立光伏电池是利用半导体材料的光伏效应制成通用的太阳能电池模型来研究光照强度和环境温的，所谓光伏效应是指半导体材料吸收光能，由光度对

6、太阳能电池输出特性的影响很有必要。此外子激发出的电子一空穴对经过分离而产生电动势光伏电池仅在某一电压下才能输出最大功率，所以的现象L1J。当光照强度和环境温度一定时，太阳能为了充分利用太阳能，必须对光伏电池的输出功率光伏电池是一种非线性直流电源，其等效电路如图进行最大功率点跟踪(maximumpowerpointtrack—1所示。ing，MPPT)。基于此，本文在Matlab仿真环境下建由图1中各物理量的关系，可得光伏电池的输立了光伏电池仿真模型，准确地模拟了光伏电池的出，一特性为工作情况，研究了光照强度和环境温度变化条件下，=，，d{exp[(U+)卜1}_光

7、伏电池的输出特性，同时利用该模型结合电导增量法和改进的粒子群算法对光伏发电系统最大功U+IRsh式中：，为光伏电池输出电流；U为光伏电池输出电收稿日期：2013—10—10。作者简介：乔月竹(1987)，女，在读硕士研究生，研究方向为光伏压；，。h为光生电流；，d为二极管饱和电流；q为电子发电。的电荷量(q：1．6×10C)；R、R。h分别为光伏电第1期乔月竹，等：光伏电池建模及MPPT仿真研究·31·，=，s(1+aAT)drefU=U(1一cAT)(1+RAS)lz=z(1+aAT)Jref上IJ。)z。由[其中一IAT=T—Trof；AS=一1oref式中：

8、C。，C为