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1、第33卷第6期四川电力技术Vo.l33,No.62010年12月SichuanElectricPowerTechnologyDec.,2010基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真刘俊杰,张新燕(新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐830047)摘要:光伏模块依靠光伏逆变器将产生的直流电转变为交流电用于负载供电,光伏逆变器的设计需要考虑光伏模块的电气特性。根据光伏电池物理机制的数学模型,采用PSIM软件中已有的器件搭建光伏模块仿真模型。利用该仿真模型,通过PSIM软件模拟实际光伏模块在不同太阳光照强度、环境温度下的I-V和P-V特性。通过仿真分析串联
2、电阻Rs和并联电阻Rsh变化对模块输出特性的影响,更加深入地了解光伏模块的电气特性。模型为将来光伏逆变器设计时的动态仿真研究提供了一个准确的仿真电源。关键词:光伏模块;数学模型;PSIM;电气特性Abstract:DCfromphotovoltaic(PV)moduleisconvertedintoACtosupplyloadthroughthePVinverter,theelectricalchar-acteristicsofPVmoduleneedtobeconsideredinthedesignofPVinverter.Accordingtot
3、hemathematicmodelbasedonphysicsmechanismofPVcel,lthesimulationmodelofPVmoduleisconstructedwiththeelementinthePSIMlibrary.Usingthesimulationmode,lI-VandP-VcharacteristicsofactualPVmodulearesimulatedindifferentlightintensityandambienttemperaturebyPSIM.Throughthesimulation,theeffe
4、ctoftheseriesandparallelresistancesontheoutputcharacteristicsofPVmoduleisanalyzed,andtheelectricalcharacteristicsofPVmoduleareacquiredmoreclearly.ThemodelhasprovidedanaccuratesimulationpowersourcefordynamicsimulationstudyofPVinverterdesign.Keywords:photovoltaicmodule;mathematic
5、mode;lPSIM;electricalcharacteristic中图分类号:TM714文献标志码:A文章编号:1003-6954(2010)06-0006-03一般说来,在光伏发电系统的研究设计过程中,伏发电系统和进行光伏逆变器的设计和研究提供了对整个系统进行仿真是一个必不可少的环节,而建立一个良好的仿真平台。一个能准确反映光伏模块输出特性的仿真模型是完[1][3]成系统动态仿真的关键。用于研究光伏发电系统1光伏电池物理机制的数学模型的仿真软件主要有MATLAB、PSPICE、PSIM等。光伏模块的电气特性对逆变器设计非常重要,对光伏模块光伏电
6、池就是利用半导体光伏效应制成,它是一的电气特性进行计算和仿真分析,以提供最优的控制种直接将光能转换成电能的转换器件。根据电池的策略,使逆变器提供最大的转换效率。对于PSPICE实际特性,为达到工程精度要求,光伏电池的等值电来说,其主要应用于电子电路的仿真,虽然人们在路模型选择既考虑串联电阻,又考虑并联电阻较精确PSPICE下实现了电力电子器件模型,但是在将这些的仿真模型,其等效电路模型如图1所示。模型用于电路的仿真并采用比较灵活的控制策略时仍有很大的局限性。然而,MATLAB/Simulink虽然在实现控制策略方面有很大的优势,但是功率器件模型过于简
7、单。PSIM是专门为电力电子控制设计的一款仿真软件。它可以快速地仿真和便利地与用户接触。图1光伏电池的等效电路图另外,PSIM软件具有C语言和MATLAB/Simulink接根据图1所示的光伏电池等效电路模型,应用口,充分扩展了控制策略的实现方式,集合了几个仿基尔霍夫电流电压定律,可得流过负载的电流I与其[2]真软件的优势。在PSIM软件下搭建模型和进行端口电压U之间的关系。光伏模块电气特性的仿真分析,为以后进一步研究光I=Iph-Id-Ir(1)基金项目:国家自然科学基金资助项目(50767003)其中#6#第33卷第6期四川电力技术Vo.l33,
8、No.62010年12月SichuanElectricPowerTechnologyDec.,2010图2光
