光伏发电的MATLAB仿真
光伏并网发电系统的MATLAB仿真研究

改进模型,考虑更 多影响因素,提高 仿真结果的实用性 和可靠性
结合实际应用场景 ,对仿真结果进行 验证和优化
光伏并网发电系统 仿真研究光 伏并网发电系统的 性能和特性
实验要求:实现光伏 电池板、逆变器、电 网等关键部分的仿真 模型搭建与验证
光伏并网发电系统 的MATLAB仿真结 果分析
光伏电池板输出功率曲线
逆变器输出电流与电压波形
电网频率与电压的稳定性分析
系统的效率与损耗情况
输出电压与输入电压的比值 输出电流与输入电流的比值 效率与功率因数的关系 不同光照强度下的输出性能
调整仿真参数,提 高仿真精度和稳定 性
优化算法,提高计 算效率和准确性
技术创新:随着光 伏技术的不断进步, M AT L A B 仿 真 将 更 加精确地模拟光伏 并网发电系统的性 能,为新技术的研 发提供有力支持。
优化设计:通过 M AT L A B 仿 真 , 可 以更加高效地优 化光伏并网发电 系统的设计,提 高系统的能效和 稳定性。
智能控制:借助 M AT L A B 仿 真 , 可 以实现光伏并网 发电系统的智能 控制,提高系统 的自适应性和鲁 棒性。
光 伏 并 网 发 电 系 统 仿 真 模 型 建 立 : 使 用 M AT L A B 建 立 光 伏 并 网 发 电 系 统 的 仿 真 模 型,可以模拟系统的运行情况和性能参数。
仿真结果分析:通过仿真实验,分析光伏并网发电系统的性能指标,如发电效率、 稳定性等。
MATLAB在光伏并网发电系统中的应用价值:使用 MATLAB进行仿真研究,有助于 优化光伏并网发电系统的设计和性能。
丰 富 的 应 用 工 具 箱 : M AT L A B 拥 有 众多应用工具箱,涵盖了信号处理、 图像处理、控制系统等多个领域。
基于Matlab_Simulink的光伏组件建模仿真概要

011年1月25日第28卷第1期2()文章编号:10093664201101003802---]()3-1-19式中,I6×10C;q为电荷量1.o为二极管饱和电流;AKT-23/。
K;K为波尔兹曼系数1.38×10JA为二极管质它的值在1~2之间。
因此,光伏电池数学模量因数,型可表示为:UIRs]()4-1-Rsh这将影响模型的仿真很明显该方程存在代数环,速度,某些情况下还会严重降低仿真精度。
根据文献I=IIL-o[[]提出的控制策略,考虑太阳辐射变化和温度影响等7因素,对光伏电池数学模型推导如下:设定参考条件下2(/,太阳辐射强度为1环境温度为2相对湿kWm5℃,),度1.光伏电池短路电流I开路电压UOC、峰值电5SC、流I峰值电压Um,则当光伏阵列电压为U时,其对m、收稿日期:201072-·38·)U+IRq(AKT))-1+DI式中,CCDI、DV、DT均为中间变量,1、2、oc()5ImCUc2oC1-)1=(IscUm)m/(Cln1-)2=UoIc-1sc)DI=αT+-1IscSrSrefefDv=-βDT-RsDIDT=Tc-Tref图5光伏组件不同光照强度下P-U曲线2光伏组件建模仿真/基于上述数学模型在MatlabSimulink环境下,利用用户自定义函数Embedded模块建立光伏组件仿真模型,对其输出特性进行仿真。
仿真模型如图2所封示。
并利用Subsstems模块将其封装以方便使用,y装图如图3所示。
光伏组件参数参考天威英利公司的YL165P23b光伏电池组件。
其最大功率165.0W,-峰值电压2峰值电流7.开路电压23.0V,17A,9.0,/短路电流短路7.电流温度系数0.开路电90,0006K,/压温度系数-0.0037K。
图7光伏组件不同温度下P-U曲线图6光伏组件不同温度下U-I曲线dedMATLABFunction模块建立光伏组件仿真模型。
基于Matlab/Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真

S i mu l a t i o n o f Th r e e - P h a s e P h o t o v o l t a i c Gr i d - Co n n e c t e d S y s t e m Ba s e d o n Ma t l a b , S i mu l i n k
ABS TRACT:T h i s p a p e r e s t a b l i s h e s a g e n e r a l s i mu l a t i o n mo d e l o f t h e P V a r r a y a c c o r d i n g t o i t s o u t p u t v o l t - a mp e r e c h a r a c t e - r i s t i c s .B a s e d o n t h i s ,i t p r o p o s e s a k i n d o f a d a p t i v e d u t y c y c l e d i s t u r b a n c e o b s e r v a t i o n me t h o d,a n d e s t a b l i s h e s a s i mu l a t i o n mo d e l w i t h t h e b o o s t c i r c u i t a s t h e c o r e .T h e ma x i mu m p o we r p o i n t t r a c k i n g i s r e a l i z e d a n d t h e u t i l i z a t i o n e f i f c i e n c y i s i mp r o v e d o f t h e P V a r r a y s b y c o n t r o l l i n g t h e B o o s t DC— DC c o n v e r t e r .F o r t h e t h r e e - p h a s e p h o t o v o h a i c g r i d - c o n n e c t e d
基于MATLAB-SIMULINK的光伏太阳能电源仿真

( 3 ) 输 出稳定 值 的反 应时 间较短( 0 . 0 2 s 左右) 从 仿真
的波形就可 以看出。 此 外 ,该 模 型 也 可 以用 来 进 行 最 大 功 率 追 踪 ( M P , 通过改变 占空 比, 得到不 同的电压 电流值 , 最终 可 以用数学方法得 出最大 功率点 。
I ( A )
O
0 . O 1
( d )
0 . 0 2
0 . 0 3
0 . 0 4
为0 . 2 V时 的负载 电压 波形 图
图 5
5结论
该模型提 出 了一种 较为简单方 便 的光伏 电源模 拟
0 . 0l
( a )
0 . 0 2
0 . 0 3
0 . 0 4
1
O
0 . 01
0. 0 2
0 . 03
0 . 0 4
( a ) 温度 在 3 0 0 K时 的电流
每 上升 1 摄 氏度 , 就会下 降 2  ̄ 3 m V, R 作 为 旁漏 电 柏 ∞ 加 m o 阻是 由硅 片边缘不 清洁或 体 内缺 陷引起 的 ,~般 比较 大, 尺 是 串联 电阻 , 主要 由电池 的体 电阻 , 表 面 电阻 , 电 极导 体电阻和电极 与硅表面间接接触 电阻所组 成的 , 一
基于 M A T L A B -S I MU L I N K的光伏太 阳能 电源仿 真
电子 质 量 ( 2 o 1 5 第0 8 期)
本文就是在第二种方法 的基础上 ,进行 了改进 , 利 用D C — D C斩 波器 , 对实验 进行 闭环调节 , 最终得 出较为 准确 的实验结果 。 实验原理如下 : 先暂时把直流斩波器左侧 的 电压源
(完整版)光伏发电的MATLAB仿真

(完整版)光伏发电的MATLAB仿真⼀、实验过程记录1.画出实验接线图图1 实验接线图图2 光伏电池板图3 实验接线实物图2.实验过程记录与分析(1)给出实验的详细步骤○1实验前根据指导书要求完成预习报告○2按预习报告设计的实习步骤,利⽤MATLAB建⽴光伏数学模型,如下图4所⽰。
图4 光伏电池模型其中PV Array模块⾥⼦模块如下图5所⽰。
图5 PV Array模型其中Iph,Uoc,Io,Vt⼦模块如下图6-9所⽰。
图6Iph⼦模块图7Uoc⼦模块图8 Io⼦模块图9Vt⼦模块○3在光伏电池建模的基础上,输⼊实际光伏电池参数值,研究不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线,并得出结论。
○4设计光伏电池测试平台,在不同光照、温度情况下测试光伏电池输出电压、输出电流值,对实测数据进⾏处理并加以分析,记录实际光伏电池的I-V、P-V特性曲线,与仿真结果进⾏对⽐,得出有意义的结论。
○5确定电⼒变换电路拓扑结构,设计电路中的相关参数值,通过MATLAB搭建电路并仿真分析,搭建电路如图10所⽰。
图10离⽹型光伏发电系统○6确定系统MPPT控制策略,建⽴MPPT模块仿真模型,并仿真分析。
系统联调,调节离⽹型光伏发电系统的电路和控制参数值,仿真并分析最⼤功率跟踪控制效果。
(2)记录实验数据表1当T=290K时S=1305W/m2时的测试数据表2当T=287K时S=1305W/m2时的测试数据表3当T=287K时S=1278W/m2时的测试数据⼆、实验结果处理与分析1.实验数据的整理和选择使⽤MATLAB软件其中的simulink⼯具进⾏模型的搭建。
再对其进⾏仿真,得到仿真曲线。
使⽤Excel表格输⼊实验所测得U、I、P,在对其⾃动⽣成I-V,P-V曲线。
2.绘制不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线;图11 I-V曲线图12 P-V曲线当T=290K时S=1305W/m2时的测拟合曲线图13 I-V曲线图14 P-V曲线当T=287K时S=1305W/m2时的拟合曲线图15 I-V曲线图16 P-V曲线当T=287K时S=1278W/m2时的拟合曲线3.所得实验数值和预习所得理论值⽐较,进⾏实验结果的误差分析所得实验数值和预习所得理论值⽐较,仿真波形开路电压均⽐实验所得的开路电压⼤,仿真波形最⼤功率也⽐实验所得最⼤功率⼤,所取得最⼤功率值对应的电压值也是仿真时⽐实验时的⼤,造成这个现象的原因有以下⼏点:(1)由于天⽓原因,真实测试环境的光照强度有些不稳定,前后变化幅度明显,这也导致了⼀部分的误差。
基于MatlabSimulink的三相光伏发电并网系统的仿真

基于Matlab-Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:题目:基于Matlab/ Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真院系:姓名:学号:导师:目录一、背景与目的 (3)二、实验原理 (3)1.并网逆变器的状态空间及数学模型 (3)1.1主电路拓扑 (4)1.2三相并网逆变器dq坐标系下数学模型 (4)1.3基于电流双环控制的原理分析 (5)2.L CL型滤波器的原理 (6)三、实验设计 (8)1.LCL型滤波器设计 (8)1.1LCL滤波器参数设计的约束条件81.2LCL滤波器参数计算81.3LCL滤波器参数设计实例92.双闭环控制系统的设计 (10)2.1网侧电感电流外环控制器的设计 (10)2.2电容电流内环控制器的设计 (11)2.3控制器参数计算 (11)四、实验仿真及分析 (12)五、实验结论 (16)一、背景与目的伴随着传统化石能源的紧缺,石油价格的飞涨以及生态环境的不断恶化,这些问题促使了可再生能源的开发利用。
而太阳能光伏发电的诸多优点,使其研究开发、产业化制造技术以及市场开拓已经成为令世界各国,特别是发达国家激烈竞争的主要热点。
近年来世界太阳能发电一直保持着快速发展,九十年代后期世界光伏电池市场更是出现供不应求的局面,进一步促进了发展速度。
目前太阳能利用主要有光热利用,光伏利用和光化学利用等三种主要形式,而光伏发电具有以下明显的优点:1. 无污染:绝对零排放-没有任何物质及声、光、电、磁、机械噪音等“排放”;2. 可再生:资源无限,可直接输出高质量电能,具有理想的可持续发展属性;3. 资源的普遍性:基本上不受地域限制,只是地区之间是否丰富之分;4. 通用性、可存储性:电能可以方便地通过输电线路传输、使用和存储;5. 分布式电力系统:将提高整个能源系统的安全性和可靠性,特别是从抗御自然灾害和战备的角度看,它更具有明显的意义;6. 资源、发电、用电同一地域:可望大幅度节省远程输变电设备的投资费用;7. 灵活、简单化:发电系统可按需要以模块化集成,容量可大可小,扩容方便,保持系统运转仅需要很少的维护,系统为组件,安装快速化,没有磨损、损坏的活动部件;8. 光伏建筑集成(BIPV-Building Integrated Photovoltaic):节省发电基地使用的土地面积和费用,是目前国际上研究及发展的前沿,也是相关领域科技界最热门的话题之一。
基于Matlab-Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真(汇编)

题目:基于Matlab/ Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真院系:姓名:学号:导师:目录一、背景与目的 (3)二、实验原理 (3)1.并网逆变器的状态空间及数学模型 (3)1.1主电路拓扑 (4)1.2三相并网逆变器dq坐标系下数学模型 (4)1.3基于电流双环控制的原理分析 (5)2.LCL型滤波器的原理 (6)三、实验设计 (8)1.LCL型滤波器设计 (8)1.1LCL滤波器参数设计的约束条件 (8)1.2LCL滤波器参数计算 (8)1.3LCL滤波器参数设计实例 (9)2.双闭环控制系统的设计 (10)2.1网侧电感电流外环控制器的设计 (10)2.2电容电流内环控制器的设计 (11)2.3控制器参数计算 (12)四、实验仿真及分析 (12)五、实验结论 (16)一、背景与目的伴随着传统化石能源的紧缺,石油价格的飞涨以及生态环境的不断恶化,这些问题促使了可再生能源的开发利用。
而太阳能光伏发电的诸多优点,使其研究开发、产业化制造技术以及市场开拓已经成为令世界各国,特别是发达国家激烈竞争的主要热点。
近年来世界太阳能发电一直保持着快速发展,九十年代后期世界光伏电池市场更是出现供不应求的局面,进一步促进了发展速度。
目前太阳能利用主要有光热利用,光伏利用和光化学利用等三种主要形式,而光伏发电具有以下明显的优点:1. 无污染:绝对零排放-没有任何物质及声、光、电、磁、机械噪音等“排放”;2. 可再生:资源无限,可直接输出高质量电能,具有理想的可持续发展属性;3. 资源的普遍性:基本上不受地域限制,只是地区之间是否丰富之分;4. 通用性、可存储性:电能可以方便地通过输电线路传输、使用和存储;5. 分布式电力系统:将提高整个能源系统的安全性和可靠性,特别是从抗御自然灾害和战备的角度看,它更具有明显的意义;6. 资源、发电、用电同一地域:可望大幅度节省远程输变电设备的投资费用;7. 灵活、简单化:发电系统可按需要以模块化集成,容量可大可小,扩容方便,保持系统运转仅需要很少的维护,系统为组件,安装快速化,没有磨损、损坏的活动部件;8. 光伏建筑集成(BIPV-Building Integrated Photovoltaic):节省发电基地使用的土地面积和费用,是目前国际上研究及发展的前沿,也是相关领域科技界最热门的话题之一。
光伏发电系统的MATLAB设计与仿真_张欢欢

2013年5月第20卷增刊控制工程Control Engineering of ChinaMay 2013Vol .20,S 0文章编号:1671-7848(2013)S 0-0026-04收稿日期:2012-07-04;收修定稿日期:2012-09-25作者简介:张欢欢(1988-),男,上海人,研究生,主要研究方向为电力电子与电力传动等。
光伏发电系统的MATLAB 设计与仿真张欢欢(东华大学信息科学与技术学院,上海201620)摘要:随着传统化石能源的逐渐枯竭,现今太阳能光伏发电成为热点,太阳能光伏发电的效率转换成为了利用太阳能的关键问题。
针对如何提高太阳能光伏发电的效率问题,设计了一个光伏发电的仿真系统。
在对太阳能光伏电池进行数学分析的基础上建立了数学模型,通过MATLAB 仿真分析了太阳能电池的输出电压和输出功率的变化规律,在常用的电导增量法上进行改进,达到简化算法和优化控制效果的目的。
根据建立的数学模型及电压功率的变化规律,以改进的电导增量法为基础,提出了基于Boost 电路的最大功率点跟踪策略,并在MATLAB 中搭建了系统模型进行仿真,仿真结果表明,改进的电导增量法有抖动,但就整体性能和效率而言,较常用的电导增量法算法更为简单,控制效果更好,因此,这一策略能更好地实现最大功率点跟踪。
关键词:太阳能电池;最大功率点跟踪;电导增量法中图分类号:TP 27文献标识码:A Design for Photovoltaic Power Generation System Based on MATLABZHANG Huan-huan(College of Information Science and Technology ,Donghua University ,Shanghai 201620,China )Abstract :With the gradual depletion of traditional fossil fuels ,nowadays ,photovoltaic power generation system has become a hot spot.The efficiency conversion of solar photovoltaic power generation has become a key issue of solar energy.According to the problem of im-proving the solar photovoltaic power generation efficiency ,this paper designed a photovoltaic power generation simulation system.Through the mathematical analysis of solar photovoltaic cells ,this paper built the mathematical model and used MATLAB to simulate and analyze the rule of voltage and power of the solar cell.In order to achieve algorithm simplification and better control effect ,this pa-per improved the general conductance increment method.According to the mathematical model and voltage and power variation rule ,on the basis of the improved conductance incremental method ,this paper proposed a maximum power point tracking strategy based on Boost circuit ,and build a system model in MATLAB simulation.According to the simulation results ,there is some jitter of the improved con-ductance incremental method ,but to the whole function and efficiency ,this strategy can realize the maximum power point tracking better than the general conductance increment method.Key words :photovoltaic cells ;maximum power point tracking (MPPT );conductance incremental method1引言在化石能源顶峰的大背景以及减排等问题约束之下,人们对新能源大肆追求,最热的领域当属太阳能。
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一、实验过程记录
1.画出实验接线图
图1 实验接线图
图2 光伏电池板图3 实验接线实物图
2.实验过程记录与分析
(1)给出实验的详细步骤
○1
实验前根据指导书要求完成预习报告
○2
按预习报告设计的实习步骤,利用MATLAB建立光伏数学模型,如下图4所示。
图4 光伏电池模型其中PV Array模块里子模块如下图5所示。
图5 PV Array模型其中Iph,Uoc,Io,Vt子模块如下图6-9所示。
图6Iph子模块
图7Uoc子模块
图8 Io子模块
图9Vt子模块
○3
在光伏电池建模的基础上,输入实际光伏电池参数值,研究不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线,并得出结论。
○4
设计光伏电池测试平台,在不同光照、温度情况下测试光伏电池输出电压、输出电流值,对实测数据进行处理并加以分析,记录实际光伏电池的I-V、P-V 特性曲线,与仿真结果进行对比,得出有意义的结论。
○5
确定电力变换电路拓扑结构,设计电路中的相关参数值,通过MATLAB搭
建电路并仿真分析,搭建电路如图10所示。
图10离网型光伏发电系统
○6
确定系统MPPT控制策略,建立MPPT模块仿真模型,并仿真分析。
系统联调,调节离网型光伏发电系统的电路和控制参数值,仿真并分析最大功率跟踪控制效果。
(2)记录实验数据
m2
表1当T=290K时S=1305W/时的测试数据
I(A)0 1.03 1.25 2.65 3.79 5.97 6.287.867.98 U(V)27.326.226252421.516 1.10
P(W)026.98632.566.2590.96128.35100.488.6460
m2
表2当T=287K时S=1305W/时的测试数据
I(A)01 1.5 2.6 3.93 6.0 6.688.048.12 U(V)27.626.225.825.123.921.620.510
P(W)026.238.765.2693.93129.6136.948.040
m2
表3当T=287K时S=1278W/时的测试数据
I(A)0 1.04 1.49 2.25 3.66 6.06 6.737.98.06 U(V)26.826.22625.424.321.913.40.50
P(W)027.24838.7457.1588.94132.7190.18 3.950
二、实验结果处理与分析
1.实验数据的整理和选择
使用MATLAB软件其中的simulink工具进行模型的搭建。
再对其进行仿真,得到仿真曲线。
使用Excel表格输入实验所测得U、I、P,在对其自动生成I-V,P-V曲线。
2.绘制不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线;
图11 I-V曲线图12 P-V曲线
m2
当T=290K时S=1305W/时的测拟合曲线
图13 I-V曲线图14 P-V曲线
m2
当T=287K时S=1305W/时的拟合曲线
图15 I-V曲线图16 P-V曲线
m2
当T=287K时S=1278W/时的拟合曲线
3.所得实验数值和预习所得理论值比较,进行实验结果的误差分析
所得实验数值和预习所得理论值比较,仿真波形开路电压均比实验所得的开路电压大,仿真波形最大功率也比实验所得最大功率大,所取得最大功率值对应的电压值也是仿真时比实验时的大,造成这个现象的原因有以下几点:(1)由于天气原因,真实测试环境的光照强度有些不稳定,前后变化幅度明显,这也导致了一部分的误差。
(2)太阳的角度以及方向一直在改变,这导致光伏电池板接收到的光照一直在改变。
实际上,光伏电池板所接受的光照强度是一直在变化的,光照不稳定也是产生误差的原因之一。
(3)光伏电池板放置在开阔环境内,可能有灰尘落在板面上,可能造成热斑效应。
4.实验波形的描述和分析,对照实验现象分析结果的物理、工程意义,得出有意义结论。
由上述所得I-V,P-V曲线可知:其它条件一定时,光伏电池周围环境温度的升高将使光伏电池的开路电压下降,短路电流轻微增加,从而导致光伏电池的输出功率下降。
光伏电池的温度特性一般用光伏电池的温度系数表示,温度系数小,说明光伏电池的输出随温度变化的越缓慢。
其它条件一定时,光伏电池表面光照强度的增加将使光伏电池的短路电流增加,开路电压也略微增加,从而导致光伏电池输出功率增加。
5.仿真实验处理仿真产生的数据与曲线波形
将光伏阵列输入光强从1000W/m2经过0.5s后使其变为500W,光伏阵列输
出功率如图17所示。
图17 改变光强光伏阵列输出波形
将光伏阵列输入温度从25℃经过0.5s后使其变为15℃光伏阵列输出功率
如图18所示。
图18 改变温度光伏阵列输出波形
通过波形我们看出在周围环境发生改变时,设计的L、C参数不是很理想,这些参数的使用范围不是很广泛,需要继续调节参数。
通过调节参数后,我们得到了比较理想的输入波形、输出波形。
如图19到图20所示。
图19 输入波形
图20 输出波形
6.对实验过程中遇到的问题和错误进行分析
(1)实验测量时,万用表量程选择错误,致使实验数据不精确。
(2)仿真时,选择L,C错误,致使波形错误。
(3)光伏电池板参数设置错误,致使波形完全出错。
三、实验心得体会
通过本次课程设计,使我收获颇多,使自己学到了许多东西且认识到了自
己的不足。
在本次实验中也遇到了许多问题,如:在做实物实验中,由于万用表的量
程选择错误,致使数据不精确,经自己的分析与检查,解决这个问题后,得到
了较为准确的数据。
在做仿真实验中,使得波形波动较大,在自己查阅资料后,加了一个滤波电路,使得波形较为理想。
在本次课程设计中,我掌握了光伏电池的工作原理,boost电路的工作原理,
simulink的使用和最大功率追踪MTTP的工作原理和工作方法。
让我对所学习的boost电路有了更加深入的了解,对课堂上所讲的PWM波的调制也有了进一步的了解,将之前课堂中有些不太明了的知识进行了梳理和补充。
通过本次课程设计让我学到了许多人生的道理,学会了如何去提取信息,如何自主学习和解决问题的思路与方法,也让我明白了团队协作的重要性。
我认为本次课程非常成功,建议学校以后可以更多地开展像这种类型的课程设计,让我们的知识更加巩固,锻炼我们的能力。