PV模拟器的仿真研究
PV模型
PV 组件的MATLAB 建模(A detailed modeling of photovoltaic module using MATLAB)摘要：PV 模块是将光转换为电能的接口。
此装置的建模必然要求以气象数据(辐照度和温度)作为输入变量。
输出变量可以是电流、电压、功率等等。
然而I(V)和P(V)的跟踪特性需要这三个变量。
任何输入的变化，必将引起输出的立刻改变。
这就是需要一个精确的PV 模块模型的重要原因。
本文提出了辐照度和温度对PV 模块参数影响的详细模型。
所选择的模型是更准确的串联和并联电阻单二极管模型。
详细的模型是：通过使用MATLAB/Simulink 软件按步骤仿真。
MA TLAB 是使用最频繁和最有效的工具之一。
1.引言所选择模型的等效电路变得更便捷和更贴近实际时，未知参数的数量也随之增加。
但大多数制造商的数据表不提供取决于天气条件(辐照度和温度)的参数的足够信息。
因此，为建立光伏电池和光伏模块的数学模型，对电池性能的物理性质的一些假设是必要的。
此外，使用这些信息是用于构造函数。
本文着重研究的是光伏模块或阵列作为复杂“电能量系统”的一个设备。
因此我们的目标是获取实时最大和最精确功率。
因此，此时的值最接近实验值。
I(V)特性是一个多参数的非线性方程，参数分类如下：一些是由构造函数提供，一些是常数，还有是需要计算得到的。
有些研究人员提出了简化方法，但是一些未知的参数不能计算(因此将它们假设为恒定值)。
例如，在2011年Walker 和Geoff 提出串联一个电阻RS ，但在中等复杂模型中，没有并联阻抗。
Benmessaoud 等人(2010)、Atlas 和Sharaf(1992)、Beckman 等人、Bryan(1999)、Bouzid 等人(2005)都采用相同的假设，即认为并联阻抗非常大(可忽略)。
有些学者同时忽略并联和串联电阻，因为并联阻抗非常大而串联阻抗非常小。
另一方面，有些文献认为PV 组件的这两个内部特征非常重要，且决定精度。
基于PVsyst模拟仿真的光伏电站发电性能验证方法
Science &Technology Vision科技视界0引言随着光伏行业的发展,企业开始借助于专业软件来协助完成具体工作,其中PVsyst 在光伏领域中被越来越多的企业应用,借助其高效的光伏发电系统设计能力,在缩短设计周期的同时也节省了设计成本[1]。
作为此软件的主要用途,在电站建设早期,基于不同设计方案进行发电量产出模拟结果比对,进而获得最优化的设计方案。
而随着光伏电站的广泛应用,如何客观的评价光伏电站的性能被越来越多的企业关注。
本文将结合PVsyst 的特点,介绍具体使用PVsyst 软件进行已建成光伏电站发电性能验证的方法,同时也以内蒙地区一地面光伏电站为例,介绍此验证方法的使用方式。
1光伏电站理论发电性能模拟仿真方法针对光伏电站发电性能验证的PVsyst 精细模型建立,有别于设计环节应用此软件的方法,通过获取已建成光伏电站现场的实际参数代替预估参数,完成模型的建立,进而进行仿真模拟。
以下将就针对已建成光伏电站PVsyst 精细模型仿真模拟过程中的关键要素进行介绍。
1.1气象数据的选取作为光伏电站发电性能仿真过程中,对模拟结论影响最为直接的输入量,此数据的准确性将直接导致最终模拟结论的准确性。
在项目设计阶段,更多的是选择Meteonorom 、NASA 或SolarGIS 等大型知名的数据库,但以上数据库往往与现场实际获取的气象数据资源存在差异[2],针对已建成项目,如可以通过实测的方式获取实际的光资源数据,并且相关数据采集设备可以满足IEC 61724[3]标准的具体要求,建议使用实测数据。
但大多数情况在不满足实测的情况下,建议选用Meteonorm 数据库或SolarGIS 数据库。
1.2模型的建立由于已建成电站的所有细节已经明确,针对模型建立过程中的具体参数均来自于实际的竣工图纸,其中包含总平面布置图、设备参数清单、电气线路配置、集电线路设计等。
同时将针对光伏组件阵列进行3D 建模[4]。
仿真器仿真原理范文
仿真器仿真原理范文仿真器是一种软硬件结合的工具，用于模拟和分析在现实世界中无法直接观察或测试的系统或过程。
它通过构建数字模型来模拟真实系统的行为和性能，从而为工程师、科学家和研究人员提供一个评估和优化设计的环境。
仿真器可以在不同领域广泛应用，如电子电路、通信系统、交通流、气候模拟等。
仿真器的工作原理基于计算机科学和系统理论的原理。
它采用了数值计算和离散事件模拟等技术，将系统的输入、输出、状态和控制以数学模型的形式表示，并使用算法对其进行计算和分析。
仿真器通常包括三个主要组成部分：输入模块、模型模块和输出模块。
输入模块负责接收用户定义的输入，如系统的初始状态、参数设置和仿真时间等。
用户可以根据需要调整这些输入来模拟不同的场景和条件。
输入模块还可以从现实系统或实验数据中获取输入，从而更真实地模拟系统的行为。
模型模块是仿真器的核心部分，它包含系统的数学模型和仿真算法。
数学模型描述了系统的结构和行为，以方程、差分方程、微分方程等形式表示。
仿真器根据这些方程利用数值计算方法求解系统的状态变化和输出结果。
而仿真算法则是通过离散事件模拟技术来模拟系统的事件和行为。
它根据系统的状态和控制信号来触发不同的事件，如事件的发生、传输和响应等。
这些事件的触发和执行顺序是根据仿真器的规则和逻辑来确定的。
输出模块负责将仿真结果转化为可视化或可读的形式，以便用户进行分析和评估。
输出可以是数值数据、图表、动画或报告等形式。
用户可以根据输出结果来评估系统的性能、优化设计、预测未来行为或验证理论假设。
仿真器的优点在于可以减少真实系统的测试和实验成本，并提供了一种安全的环境来评估和优化设计。
通过仿真器，用户可以在较短的时间内模拟大量的情况和条件，从而加速设计过程和项目进展。
它还可以将系统模型参数化，以便用户灵活地调整模型和参数，乃至进行优化设计。
此外，仿真器还可以提供详细的性能指标和评估报告，帮助用户做出准确的决策和预测。
然而，仿真器的精度和可靠性是一个重要的考虑因素。
PV的matlab仿真讲解学习
这是太阳能电池的电路模型，太阳能电池实际是一个PN 结，在有太阳光照射的情况下，会发生光生伏打效应（photovoltaic effect ）,当太阳光照射在电池上，电池会吸收太阳光的能量，产生光电子孔对（photoelectron-hole pairs ），在电池内部的电场的作用下，电子和空穴就会分开，聚集在电池的两端就产生了光伏电压（photo-voltage ）,这就是太阳能电池的工作物理原理。
在太阳能电池的电路模型中电阻Rs 的代表电池的内阻，它的阻值比二极管正向导通的阻值小的多。
由于Rs 值很小在几毫欧到1欧之间，在后面的数学建模中忽略不记了。
电阻Rsh 是并联在太阳能电池的两端，这是为了保护电池，防止电池在短路时发生故障，Rsh 的阻值一般大于1K 欧。
I pv =I ph −I d −I shIph 代表光电流，跟光照强度成比例；Id 代表流过二极管的电流；Ish 代表漏电流；Ipv 代表流过负载的电流。
二极管流过的电流和而二极管两端的电压的方程为：I d =I o ×{exp [q(V pv +I pv R S )AkT]−1} Io 是二极管的反向饱和电流，幅值大约在10−4左右，q 是电子电荷量，k 是波尔兹曼常数，T 是标准温度。
I pv=I ph −I o {exp [q(V pv +I pv R s )AkT ]−1}−V pv +I pv R s R sh工程太阳能电池模型只要开路电压（Voc），短路电流（Isc），最大功率点电压（Vm），最大功率点电流（Im），最大功率（Pm），就可以推出在特定条件下太阳能电池的工作情况。
做两点近似：1，忽略（V pv+I pv R s）/R sh，因为流过Rsh的电非常的小，可以不计；2，Iph等于Isc，因为Rs值比二极管的正向导通的阻值小的多。
这样，太阳能电池的电流和电压方程（I-V）可以简化为：I=I sc(1−C1{exp[VC2V oc]−1})我们根据标准的温度，日照强度条件来计算在任意温度，日照强度条件下的工作情况，即求出Voc’ Isc’ Im’ Vm’，根据这些新的值求出输出电流与电压的关系。
光伏领域的多物理场模拟与仿真研究
光伏领域的多物理场模拟与仿真研究在现代科技日新月异的时代，能源领域作为一个关键的领域在不断的发展。
其中，太阳能作为一种可再生的能源，日益受到人们的关注和重视。
光伏（photovoltaic，简称PV）技术作为太阳能利用的一种重要途径，已经成为了当今清洁能源领域的一个热门话题。
而在光伏领域里，多物理场模拟与仿真技术也越来越受到关注，并被用于提升PV设备的性能和降低成本。
为什么需要多物理场模拟与仿真？在PV组件中，多种物理现象同时发生，例如光电子生成、载流子传输、热传导、辐射传热等。
光伏的性能取决于这些物理过程的相互作用和影响，因此要理解和优化PV设备的性能，就需要对这些过程进行综合分析。
而多物理场模拟与仿真技术，可将PV组件中的多个物理现象进行耦合处理，在现有参数的基础上，预测和研究进一步的物理变化。
多物理场模拟与仿真技术的应用领域多物理场模拟与仿真技术在光伏领域的应用已经非常广泛。
以下是其中的几个应用领域：1. PV组件的温度实时监控PV组件在工作时会产生热量，热量会对光伏电池的性能产生影响。
而通过多物理场模拟与仿真技术，可以对PV组件的温度进行实时监控和预测，从而更好地维护光伏电池的性能和延长光伏电池的寿命。
2. 光伏模块的设计与优化多物理场模拟技术可以帮助研究人员对光伏模块进行设计和优化。
在模拟中可以调整模块的不同参数，例如吸收率、光电转换效率等，实验不易获得的物理现象也可以通过模拟获取，从而使得模块的性能得到了提高。
3. 光伏组件的故障诊断光伏设备在使用过程中可能会遇到各种故障问题，通过多物理场模拟和仿真技术可以及时的发现与分析肯定因素，以发现可能的隐患，并进一步提高整个系统的运行效率和质量。
4. 光伏组件的可靠性预测光伏组件的可靠性是影响其使用寿命及成本的一个重要因素。
通过模拟和仿真技术，可以对不同的光伏组件进行可靠性预测，并针对问题的出现提供相应的解决方法，在模拟结果指导下进行系统优化，从而保障组件的稳定性、可靠性和使用寿命。
基于Pvsyst光伏电站的仿真实验培训资料
基于Pvsyst光伏电站的仿真实验培训资料一、实验目的熟悉应用Pvsyst软件仿真并网光伏发电系统。
二、预习内容阅读教材中的光伏电站的构成和组态。
三、实验原理Pvsyst是一款光伏系统设计辅助软件，用于指导光伏系统设计及对光伏系统进行发电量进行模拟计算。
四、实验仪器与器件1台PC机，Pvsyst软件五、实验内容与步骤1、选择Project design →Grid-Connected 然后点击OK，进入下图界面。
2、项目和场址气候信息。
在下图输入项目的信息然后点击Site and Meteo；3、光伏阵列的排布。
点Orientation进入下图的光伏阵列排布方式：固定、跟踪、不同方位角等。
这边的排布方式如果有遮挡，不能和遮挡建模共存。
4、光伏方阵遮挡建模。
点Near shadings进入下面界面。
4、光伏系统设计5、光伏系统参数设置当光伏系统设计完成后，点击detailed losses进入系统参数设置。
从左到右分别是：温度损失；电阻损失；组件质量及失配损失；灰尘损失；辐照损失。
6、设计完成模拟计算点Simulation进入下图计算，然后再点击下图的Simulation。
7、出报告数据库在主界面点击Tools，进入下面界面，可以在里面查看或建数据库。
1、地理信息点击New建新地理信息，接入如下界面，填入准确信息。
进入下图界面，输入气候信息。
可手动输入参数，或从NASA 直接导入。
2、组件信息点PV module，进入组件库，然后点New建新组件模型，见下图，输入具体参数。
填写组件的尺寸信息：组件模型建立完成，可以查看组件电气参数曲线。
3、逆变器点Grid Inverter进入逆变器库，点New进入下图界面。
3、太阳参数库六、实验报告要求（1）列表整理实验数据并进行数据分析。
（2）列出Pvsyst仿真并网光伏发电系统步骤。
七、思考题并网光伏系统和离网光伏发电系统的应用场合有什么不同。
仿真虚拟实验报告
一、实验背景随着计算机技术的不断发展，仿真虚拟实验已成为一种重要的研究手段。
通过仿真虚拟实验，我们可以模拟真实场景，对系统进行研究和分析，从而提高实验的效率和质量。
本实验报告旨在通过仿真虚拟实验，探讨仿真虚拟实验在某个领域的应用，并对实验过程和结果进行分析。
二、实验目的1. 了解仿真虚拟实验的基本原理和方法；2. 掌握仿真虚拟实验软件的使用技巧；3. 通过仿真虚拟实验，验证理论知识的正确性；4. 分析仿真虚拟实验结果，提出改进措施。
三、实验内容本次实验选取了一个具体的领域进行仿真虚拟实验，以下为实验内容：1. 研究背景及理论分析针对所选取的领域，对相关理论进行梳理和分析，明确实验目的和预期效果。
2. 仿真虚拟实验设计根据实验目的，设计仿真虚拟实验方案，包括实验参数设置、实验步骤等。
3. 仿真虚拟实验实施利用仿真虚拟实验软件，按照实验方案进行实验，记录实验数据。
4. 实验结果分析对实验数据进行分析，验证理论知识的正确性，并提出改进措施。
四、实验过程1. 研究背景及理论分析本次实验选取了物流领域作为研究对象。
物流领域涉及物流网络规划、物流中心选址、运输调度等问题。
通过对物流领域的理论分析，明确了实验目的。
2. 仿真虚拟实验设计（1）实验参数设置：选取某地区物流网络作为研究对象，设定物流节点数量、运输方式、运输距离等参数；（2）实验步骤：首先进行物流网络规划，然后进行物流中心选址，最后进行运输调度。
3. 仿真虚拟实验实施利用仿真虚拟实验软件，按照实验方案进行实验。
在实验过程中，记录实验数据，包括物流节点数量、物流中心选址结果、运输调度方案等。
4. 实验结果分析（1）物流网络规划：通过仿真虚拟实验，得到最优物流网络规划方案，与理论分析结果进行对比，验证理论知识的正确性；（2）物流中心选址：根据实验结果，对物流中心选址方案进行优化，提高物流效率；（3）运输调度：通过仿真虚拟实验，得到最优运输调度方案，降低运输成本。
模拟仿真实验报告
模拟仿真实验报告1. 引言本报告旨在介绍模拟仿真实验的目的、步骤和结果。
通过进行模拟仿真，我们可以在计算机环境中模拟和分析各种实际场景，以便更好地理解和预测真实世界中的现象。
本实验旨在通过逐步思考的方式，详细描述实验过程和结果。
2. 实验目的本次实验的目的是通过模拟仿真，探索某一特定系统或过程的行为，并分析其性能和效果。
通过模拟仿真，我们可以更好地了解系统的特点，优化系统设计，提高系统性能。
3. 实验步骤步骤1：定义实验对象在本实验中，我们选择了一个复杂的物理系统作为实验对象，该物理系统由多个相互作用的元件组成。
我们将使用数学模型和计算机程序来模拟该物理系统。
步骤2：建立数学模型在进行模拟仿真之前，我们需要先建立一个数学模型来描述实验对象的行为。
数学模型的建立通常涉及物理学原理、数学方程和实验数据的分析等。
在本实验中，我们使用了X模型来描述实验对象。
步骤3：编写模拟仿真程序基于所建立的数学模型，我们编写了模拟仿真程序来模拟实验对象的行为。
编写模拟仿真程序需要使用合适的编程语言和仿真工具。
在本实验中，我们使用了Python语言和SimPy库来实现模拟仿真程序。
步骤4：设置实验参数在进行模拟仿真之前，我们需要设置一些实验参数，以便控制模拟仿真的过程。
实验参数可以包括模拟仿真的时间范围、初始条件、系统参数等。
通过调整实验参数，我们可以研究不同情况下系统的行为和性能。
步骤5：运行模拟仿真程序在设置好实验参数后，我们运行编写的模拟仿真程序，开始进行模拟仿真。
在模拟仿真过程中，程序将根据所设定的参数和模型，模拟实验对象的行为，并记录下相关数据。
步骤6：分析实验结果在模拟仿真结束后，我们对得到的实验结果进行分析。
通过分析实验结果，我们可以得到实验对象在不同条件下的行为和性能特点。
这些分析结果可以帮助我们更好地理解实验对象，并为系统优化和改进提供指导。
4. 实验结果经过模拟仿真，我们得到了实验对象在不同条件下的行为和性能结果。
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光伏电池的输出特性曲线
2、PV模拟器模型 、 模拟器模型
光伏模拟器模型由PWM调制器模型、推挽正激变换器模型、 调制器模型、推挽正激变换器模型、 光伏模拟器模型由 调制器模型 光伏电池模型、 光伏电池模型、控制器模型构成
I_ref Control_Action Control_Action I_f eeddback I_ref I_pv V-pv V_pv
ln Math Function1 Cons2
1 u Math Function2 Product4
C2 C2
Math 8.09 Isc Function
Mux
u
fcn1
y
C1
Embedded MATLAB Function1
1 1 V-pv
Vpv
52.2 Vm 66 Voc 1
Voc
Cons3
u Math Function3 Product5
一、选题的背景和意义
1、能源革命的结果 2、太阳能电池的发展 3、设计小容量PV模拟器的目的 设计小容量 模拟器的目的
二、PV模拟器电路整体结构及参数 模拟器电路整体结构及参数
1、PV模拟器的结构图 、 模拟器的结构图
2、PV组件特性 PV组件特性
光伏电池特性曲线
不同日照强度下的PV输出特性曲线 不同日照强度下的 输出特性曲线
PV_Charecreristics
I_f eedback
Memory1 1 0.01s+1 Filter1
PI_Controller
Rd
Cd
Memory 1 Terminator1 0.01s+1 Filter2
m 1+ 1 A B C A B C + 2+ +3 3 +4 m 2 4 a k a k + i I_L
PWM1
1 PWM1
2 PWM2
1 |u| Constant3 Subtract4 Abs
1 Control_Action
3、PV模拟器的仿真结果 PV模拟器的仿真结果
静态特性： 静态特性：
9 8 7 6
输输输输（ A）
5 4 3 2 1 0
0
10
20
30 40 输 输 输 输 （ V）
50
60
70
工作模态[t 工作模态 0-t1]
工作模态[t 工作模态 1- t2]
工作模态[t 工作模态 2- t3]
工作模态[t 工作模态 3- t4]
4、控制器设计
比例积分控制规律： 比例积分控制规律：
1 u = Kp e + ∫ edt TI
控制系统结构： 控制系统结构：
模拟器电路的仿真模型及仿真结果 三、PV模拟器电路的仿真模型及仿真结果 模拟器电路的仿真模型
80000 Pulse Generator 1 Constant Subtract Gain 1 Constant1 -1 >= 0 Gain1 Subtract3 Compare To Zero1
PWM2
1 s Integrator >= 0 Subtract1 Subtract2 Compare T o Zero
Pulse Generator1
C
D3
m E
m
E
C s2 C s1 Terminator2 Terminator3
PWM调制器模型 PWM调制器模型
PWM1
1.0 Constant2
Control_Action PWM2
PWM _Generati on
Scope
PWM波形产生模块 PWM波形产生模块
25 Tref
Mux
u
fcn
y
I_PV
1 Saturation1 I_pv
1000 Q Divide 1000 Qref a 0.00445
DI
Embedded MATLAB Function
Product Product2
0.1 Rs
Product1 Cons1 1 1
Isc
u Product3 7.47 Im 1
m E
PWM2
PWM_Generation
D4
m
E
C s2 C s1 Terminator2 Terminator3
推挽正激变换器模型
Rd Cd Terminator1
m 1+ 1 A B C A B C + 2+ +3 3 +4 m 2 4 a k a k + i I_L
D1
CM L
+
C1
C Terminator
谢谢！ 谢谢！
D1
CM L
+
C1
RL C Terminator
-
v
V_L
Three-Phase Source
Universal Bridge Cb
Multi-Winding Transformer
VM2
D2
node 10
Scope2
PWM1 Control_Action
PWM1 g g C C
PWM2
D7 D5 IGBT2 IGBT1 D3
动态特性： 动态特性： ①温度不变（T=25℃），光照强度变化时的动态特性 温度不变（ ℃），光照强度变化时的动态特性
），温度变化时的动态特性 ②光照强度不变（Q=1000 W/m2），温度变化时的动态特性 光照强度不变（ ），
(a) R=6Ω
(c) R=16Ω
本文主要完成的工作如下： 本文主要完成的工作如下： 模拟器设计的主要内容。 （1） 介绍了选题背景和意义，明确 模拟器设计的主要内容。 ） 介绍了选题背景和意义，明确PV模拟器设计的主要内容 模拟器的工作原理， （2） 分析了 模拟器的工作原理，介绍了随光照强度和温度变 ） 分析了PV模拟器的工作原理 化的PV的输出特性，根据 模拟器的设计要求 模拟器的设计要求， 化的 的输出特性，根据PV模拟器的设计要求，给出了由主电 的输出特性 ： 路和辅助电路组成的PV模拟器总体结构 模拟器总体结构。 路和辅助电路组成的 模拟器总体结构。 （ 模拟器的电路设计及元器件参数。 （3） 根据 模拟器的电路设计及元器件参数。在MATLAB仿真 ） 根据PV模拟器的电路设计及元器件参数 仿真 环境下，完成了系统的仿真建模，包括光伏电池、 环境下，完成了系统的仿真建模，包括光伏电池、推挽正激变 换器、 调制、 换器、PWM调制、控制器，并研究了系统的静态特性和动态特 调制 控制器， 从仿真结果来看， 性。从仿真结果来看，本文设计的光伏模拟器能够较好地模拟 光伏电池的输出特性。 光伏电池的输出特性。
RL
-
v
V_L
Three-Phase Source
Universal Bridge Cb
Multi-Winding Transformer
VM2
D2
Scope2
node 10
PWM1 g
Pulse Generator
C
D7 D5 IGBT2 IGBT1
Continuous powergui D4
g PWM2
学校代码： 学校代码： 10128 学 号：200711204070
PV模拟器的仿真研究 PV模拟器的仿真研究
专 业：自动化 )07班 级：自(电)07-3班 学生姓名： 学生姓名：裴利忠 指导教师： 指导教师：王生铁 教授
2011年 2011年6月
主要内容
一、选题的背景和意义 二、PV模拟器电路整体结构 PV模拟器电路整体结构 三、PV模拟器电路的仿真模型及仿真结果 PV模拟器电路的仿真模型及仿真结果
1、PV组件模型 PV组件模型
V-pv
I_pv
I_pv
I_pv
Ramp Subsystem Scope
P_pv
Product
函数模块Fcn完成的函数运算是 完成的函数运算是 函数模块 Fcn1完成的函数运算是 Fcn1完成的函数运算是
25oc DV DI Isc C2 C1 Vpv
不同温度下的PV输出特性曲线 不同温度下的 输出特性曲线
3、推挽正激变换电路
主电路采用推挽正激变换电路， 主电路采用推挽正激变换电路，副边电路采用全波整流 电路。 电路。
在电路的每一个工作 周期内， 周期内，两只开关管 交替导通工作， 交替导通工作，其工 作原理波形和工作模 态等效电路均完全一 致，因而只需分析其 中一个开关管的工作 模态（四个工作状态） 模态（四个工作状态