《基于matlab_simulink光伏电池建模研究_吴增强.》.pdf

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1、144基于Matlab／Simulink光伏电池建模研究基于Matlab／Simulink光伏电池建模研究ResearchonPhotovoltaicCellsBasedonMatlab／SimulinkModeling吴增强邹海荣魏浩（上海电机学院电气学院，上海200240）摘要通过对光伏电池原理模型与工程模型的对比研究，分析了两者的优缺点，得出工程模型具有更好的使用价值。利用Matlab／Simulink搭建了一种工程模型的仿真模型，通过合理的修改参数，该仿真模型能够满足光伏电池系统设计要求

2、，为光伏电池系统后继研究提供参考。关键词：光伏电池，仿真模型，Matlab／SimulinkAbstractThroughthecomparisonoftheengineeringmodelandthetheoryofmodelofphotovoltaiccells,thispaperanalyzestheadvantagesanddisadvantagesofboth,andtheengineeringmodelhasbetterusevalue．UsingMatlab／Simulinktob

3、uildthesimulationmodelofanengineeringmodel,throughthereasonablemodificationparameters,thesimulationmodelcansatisfythedesignrequirementsofphotovoltaiccellsystem．Keywords:photovoltaiccells,thesimulationmode,Matlab／Simulink光伏发电系统中对光伏电池仿真模型的研究非常重要。通过流，单位

4、A；ID为流过二极管的电流，单位A；Iph为光生电流，单建立光伏电池模型，利用仿真方法研究不同工况条件下光伏系统位A；V为光伏电池的输出电压，单位V；S为光照强度，单位为的输出特性，可以节省系统研发时间，提高研究效率和可信度，也W／m2；T为光伏电池表面温度，单位为℃；T为参考温度，取为ref是研究最大功率追踪算法和故障诊断方法的首先途径［3－4］。25℃；C为温度系数，单位为℃；I为光伏电池的短路电流，单tsc本文从光伏电池的理论模型以及工程模型入手，在分析两位A；Io为二极管的反向饱和电流，

5、单位A；q为电荷电量，为者的优缺点基础上，得出了研究工程模型具有实用价值。1．69×10－19C；n为二极管的排放系数；K为玻尔兹曼常数，为根据工程模型，以数据参考手册参数为基准，在Matlab／1．38×10－23J／K、R为电池内部的等效电阻，R一般小于；RsshsSimulink下建立了一种工程模型的仿真模型，分析了仿真模型1Ω，Rsh一般为几kΩ。输出数据，得出了在工程应用精度允许误差范围内，仿真模型能（5）式即为光伏电池原理模型的输出电流表达式，光伏电池较好地模拟光伏电池的输出特性。的

6、原理模型比较准确，但方程为含有I的超越方程，给研究带来1光伏电池原理模型不便且在工程实际应用中没多大的实用价值。光伏电池光电转换原理基础即半导体PN结的光伏效应：2光伏电池工程模型当半导体处于光照时，半导体内的电荷分布状态随之发生改变光伏电池商家一般只提供在标准试验条件［6－8］的五个参数，而产生相应电动势与电流的一种能量转换效应。光伏电池等较分别为短路电流Isc，开路电压Voc，最大输出功率Pm，以及在最电路图如图1所示［1］。大功率点处的电压V和最大功率点处的电流I。原理模型不便mm于工程应

7、用，也不能反映光伏电池厂商提供的技术参数。基于(5)式，在实际光伏电池中Rs很小，而Rsh很大，因此（V＋IRs）／R可以忽略［6］。sh在通常情况下，Rs远小于二极管正向导通电阻，因此Iph＝Isc；在开路状态下，I＝0，V＝Voc；最大功率点，V＝Vm，I＝Im则得到光伏电池的工程模型为：V＋dV图1光伏电池等效电路图I＝Isc｛1－C1［exp!CV"］｝dI（6）2oc以图1中电路的电流方向为参考方向可得光伏电池的电流VC＝）exp（－m）（7）（1－I／I1mscV公式：ocI＝I－I

8、－I（1）VmImphdshC＝（－1）／ln（1－）（8）2VIISocscI＝sc＋C（T－T）（2）ph1000trefdT＝T－T（9）refId＝I0｛exp［a（V＋IRs）］－1｝（3）dS＝（s－1）（10）srefI＝（V＋IR）／R（4）shsshdI＝IdS＋adT（1＋dS）（11）sc把公式（2）、（3）、（4）式代入（1）式中，得光伏电池的输出电dV＝bdT＋dIR（12）s流表达式为：（6）、（7）、（8）、（9），（10）、（11）、（12）中Isc、Im、Vm、