光伏发电的MATLAB仿真
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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。 .
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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
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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。 .
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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/时的测试数据
I(A) 0 1.03 1.25 2.65 3.79 5.97 6.28 7.86 7.98
U(V) 27.3 26.2 26 25 24 21.5 16 1.1 0
P(W) 0 26.986 32.5 66.25 90.96 128.35 100.48 8.646
0
表2当T=287K时 S=1305W/时的测试数据
I(A) 0 1 1.5 2.6 3.93 6.0 6.68 8.04 8.12
U(V) 27.6 26.2 25.8 25.1 23.9 21.6 20.5 1 0
P(W) 0 26.2 38.7 65.26 93.93 129.6 136.94 8.04 0
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 6.73 7.9 8.06
U(V) 26.8 26.2 26 25.4 24.3 21.9 13.4 0.5 0
P(W) 0 27.248 38.74 57.15 88.94 132.71 90.18 3.95 0 .
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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/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/时的拟合曲线 .
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图15 I-V曲线 图16 P-V曲线
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。 .
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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。
太阳能光伏发电系统的建模与仿真
太阳能光伏发电系统的建模与仿真
随着全球环境保护意识不断增强，可再生能源的开发和应用变得越来越重要。光伏发电作为一种利用太阳能直接转化为电能的方式，自然也备受关注。在建设光伏发电场之前，我们可以使用建模与仿真技术，来帮助我们设计和优化光伏发电系统。本文将会探讨太阳能光伏发电系统的建模与仿真方法。
一、建模方法
建模是建立光伏发电系统物理模型的过程。通过物理模型，我们可以了解系统内部的运作原理，优化系统的结构和技术参数以提高光伏发电效率。在建模的过程中，可以采用两种方法：自顶向下和自下向上。
1.1 自顶向下
自顶向下的建模法是由顶层向底层逐步分解，形成一整个系统的过程。这种方法首先从整个光伏发电系统的总体设计出发，接着将系统分成不同的模块，最后分解到每个模块的细节设计。
在自顶向下的建模中，主要包括以下步骤：
1) 确定建模目标和范围；
2) 建立系统层次结构，确定系统的模块划分；
3) 定义每个模块的详细参数，建立物理模型；
4) 分析系统的总体性能，进行优化。
1.2 自下向上
自下向上的建模法是由底层向顶层逐步合并，形成一整个系统的过程。这种方法首先从每个部件的设计出发，接着将每个部件合并到模块，最后合并到整个系统。 在自下向上的建模中，主要包括以下步骤：
1) 确定每个部件的设计参数；
2) 将每个部件的设计合并到对应的模块中；
3) 将所有模块合并，建立完整的系统模型；
4) 分析系统的总体性能，进行优化。
二、仿真方法
仿真是利用计算机模拟物理过程的一种方法。通过仿真，我们可以模拟光伏发电系统在不同条件下的运行状态，优化光伏组件和逆变器的参数，评估发电量和电网接口的稳定性。
2.1 光伏组件的仿真
光伏组件是光伏发电系统的核心部件。在光伏组件的设计和仿真中，主要考虑以下因素：
1) 光照强度和角度对光伏输出电能的影响；
2) 温度对光伏输出电能的影响；
3) 光伏单元的组合方式和布局对系统性能的影响。
光伏离网系统简介与仿真
光伏离网系统简介与仿真
【摘 要】本文以离网光伏系统为研究对象，对离网光伏系统中的光伏组件、控制器、逆变器、蓄电池组分别部分进行了Matlab建模与仿真。在建模过程中使用了实际工程的数据及参数。仿真结果和实际工程所测量的数据误差较小，达到了实验目的。
【关健词】光伏；离网系统；仿真
引言
随着电力电子技术的发展，逆变器、控制器等电气设备的技术日臻成熟。太阳能发电系统的应用也越来越广泛。同时，随着多晶硅产业的规模化，太阳能电池组件的价格从30-40元每峰瓦在短短几年之内降到4-5元每峰瓦。使得太阳能发电系统的成本大幅度降低，从而让太阳能发电系统能够大范围的推广使用成为可能。
近几年，国家在解决无电地区用电工程中，大量使用了太阳能离网发电系统，让西北边远的人民用上了清洁的太阳能。太阳能离网发电系统系统的优点在于：可靠性好，在高海拔和环境恶劣地区使用。耐用性好，晶硅组件的寿命在20-25年左右。维护成本低，可无人值守。节能环保，太阳能取之不尽用之不竭，不产生任何温室气体排放。
1 离网光伏发电系统概述
1.1 离网光伏发电系统
离网光伏发电系统又称为独立光伏发电系统，主要由PV组件，MPPT充电控制器、离网逆变器以及负载组成。离网光伏发电系统多应用于远离大电网的区域，例如戈壁、沙滩、海岛等地区。
（1）PV组件特性
太阳能电池不同于常规电池，它是一种可认为是恒流源的电池，其输出功率受光照、温度等诸多因素的影响。
如图1所示是太阳能电池的U-P曲线，由图中曲线可见，当处于不同光照强度时，太阳能的最大功率点是不一致的，而决定PV组件最大功率的除了光照强度外，环境温度也对其有着重要影响，但是考虑到每天的温差不会太大，而光照强度却变化比较剧烈，因此在研究太阳能电池的特性时一般只针对不同的光照强度进行研究。
图1 PV组件的U-P曲线
（2）MPPT原理
MPPT （Maximum Power Point Tracking）是指光伏发电系统在任何温度和日照条件下都能跟踪太阳能电池的最大功率。
光伏发电系统的建模及仿真分析
龙源期刊网
光伏发电系统的建模及仿真分析
作者：张海晶 景志慧
来源：《中国科技博览》2018年第06期
[摘 要]光伏发电（Photovoltaic power system，PV）作为一种典型的分布式发电技术，其并网运行具有重要的研究价值和广阔的应用前景，本文将在Matlab/Simulink仿真环境中建立具有通用性的光伏发电工程模型，并进行仿真分析。
[关键词]光伏发电；建模；仿真分析
中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）06-0291-01
引言
分布式发电（Distributed Generation，DG）是近些年倍受关注的一种发电形式，它利用太阳能、风能、潮汐能等可再生的清洁能源发电，实现了能源利用的多样化，被认为是一种极有发展前途的发电技术。而光伏发电无疑是其中极具代表性和发展前景的一种。因此，建立具有通用性的光伏系统工程用模型十分必要。
1.光伏发电系统工作原理
按目前常见的两级式光伏发电系统建模，第一级为DC-DC变换，第二级为DC-AC变换。第一级在光伏电池与负载之间增加了一个DC-DC变换器[1]，如图1所示，其作用是升高光伏电池输出直流电压到一个合适的水平。
2.光伏电池的数学模型
光伏电池是光伏发电系统的基础和核心。它是利用某些材料受到太阳光照时而产生的光伏效应，将太阳辐射能转换成电能的器件[3]。光伏电池的等效电路如图2所示：
其中为光生电流，为二极管结电流，为结电容（分析中可忽略），为串联电阻、低阻值小于，为并联电阻、高阻值数量级为。根据电路原理及shockloy的扩散理论[2]可得：
（2.1）
其中为反向饱和电流（数量级为），为电子电荷（），为二极管因子（取值范围）1：5，k为波尔兹曼常（），T为绝对温度。 龙源期刊网
伽马函数拟合光伏出力matlab程序
伽马函数拟合光伏出力matlab程序
伽马函数拟合光伏出力是光伏领域中非常重要的一个课题，通过对光伏电池的出力特性进行数学建模和拟合，可以更好地了解光伏电池的工作原理和性能表现。在实际的光伏发电系统中，对光伏电池的出力特性进行准确的拟合可以帮助优化系统设计和运行控制，提高发电效率和降低维护成本。而在这个过程中，matlab作为一种功能强大的数学建模和数据分析工具，被广泛应用于伽马函数拟合光伏出力的程序设计和实现中。
在进行伽马函数拟合光伏出力的程序设计时，首先需要了解光伏电池的出力特性。光伏电池的出力特性通常由伏安特性曲线描述，该曲线可以通过实验测量得到。利用matlab编程语言和相关的数学建模工具，可以对这些实验数据进行拟合分析，从而得到一个准确的伽马函数拟合模型。这个拟合模型可以帮助我们更好地理解光伏电池的工作原理和性能表现，为光伏发电系统的设计和运行提供重要参考。
在实际的程序设计过程中，我们可以利用matlab中的curve fitting工具箱来进行伽马函数拟合光伏出力的程序设计。我们需要将实验测量得到的光伏电池出力特性数据导入matlab，并进行数据预处理和清洗。利用curve fitting工具箱中的伽马函数模型进行拟合分析，得到一个最佳的拟合参数。通过调整拟合参数和对拟合结果进行评估，可以得到一个准确的光伏电池出力特性的伽马函数拟合模型。
在实际的光伏发电系统中，伽马函数拟合光伏出力的程序设计可以帮助优化系统的设计和运行控制。通过对光伏电池的出力特性进行准确的拟合分析，可以更好地了解光伏电池的工作特性和性能表现，为系统设计和运行控制提供重要参考。准确的伽马函数拟合模型还可以帮助系统运行监控和故障诊断，提高系统的稳定性和可靠性。
伽马函数拟合光伏出力的程序设计是光伏领域中非常重要的课题，对于光伏发电系统的设计和运行控制具有重要意义。借助matlab这样的数学建模和数据分析工具，我们可以实现对光伏电池出力特性的准确拟合分析，并得到一个可靠的拟合模型。这个拟合模型可以帮助我们更好地理解光伏电池的工作特性和性能表现，为光伏发电系统的设计和运行提供重要参考。希望通过对伽马函数拟合光伏出力程序设计的研究和实践，可以进一步推动光伏发电技术的发展和应用。光伏发电是一种环保、可再生的能源，其种类繁多，包括多晶硅光伏、单晶硅光伏、薄膜光伏等。光伏电池作为光伏发电系统的核心元件，其出力特性对系统的发电效率和运行稳定性起着至关重要的作用。对光伏电池的出力特性进行准确的拟合分析至关重要，而基于伽马函数的拟合模型是目前广泛应用的一种方法。
基于MATLAB的太阳电池的I-U输出仿真
２０１１年５月２５日第２８卷第３期 通馋电潦技术
Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｙ ２５，２０１ １，Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．３
音编号：１００９—３６６４（２０１１）０３—００５９—０４
基于ＭＡＴＬＡＢ的太阳电池的 Ｕ输出仿真
田汉民，计伟，李毅杰
（河北工业大学信息工程学院，天津３００４０１）
摘要：文中利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真工具对太阳电池的输出特性进行仿真。该课题针对ＭＡＴＬＡＢ仿真环境， 基于太阳电池的 Ｕ函数关系式，直接利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件包建立了太阳电池的仿真模型，通过调节短路电流和开路电压 等太阳电池内部参数，方便且准确地模拟了太阳电池的工作情况。最后根据正确的仿真结果制作一个图形用户界面。
关键词：太阳电池； Ｕ仿真；图形用户界面 中图分类号：ＴＭ９１４．４ 文献标识码：Ａ
Ｔｈｅ 己，Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＡＴＬＡＢ
ＴＩＡＮ Ｈａｎ－ｍｉｎ，ｊＩ Ｗｅｉ，ＬＩ Ｙｉ－ｊｉｅ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ａｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｓｉｍｕｌｉｎｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｏｏ１．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ／－Ｕ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ａｒｅ ｂｕｉｌｔ ｉｎ ＭＡＴＩ ＡＢ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｗｉｔｈ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐａｃｋａｇｅ．Ｂｙ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｏｐｅｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｖｏｌｔａｇｅ，ｔｈｅ ｗｏｒｋ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ｃｅｌ１ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｎｄ ｃｏｎ— ｖｅｎｉｅｎｔｌｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｉｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｏｕｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．
基于Boost电路的光伏发电MPPT仿真研究
科技视界Science&TechnologyVision
Science&TechnologyVision科技视界0引言太阳能是取之不尽尧用之不竭的能源遥太阳照射到地球上一天的能原谅袁就足够全人类使用一整年遥因此袁太阳能受到了人们越来越多的关注遥光伏发电就是利用半导体将太阳能直接转化成电能的一项技术遥光伏电池制造所需的硅元素在地球上很充足袁其含量高达26%袁故不存在资源短缺尧耗尽的问题遥所以光伏发电是目前世界上发展前景最好的一门发电技术遥而光伏系统现在存在一个主要的问题就是发电效率低袁因此袁如何提高光伏电池转换效率是光伏发电系统的主要研究方向遥太阳能光伏发电系统的最大功率点跟踪渊MPPT-MaximumPowerPointTracker冤就是其中一个尤为重要的课题遥1光伏电池输出特性分析光伏电池的输出特性曲线如图1所示院其中图渊a冤为不同温度渊这里的温度表示光伏电池内部PN结处的温度冤时的P-V特性曲线袁图渊b冤为不同日照强度下的P-V特性曲线遥从图中我们可以得知袁光伏电池输出特性曲线具有较强的非线性遥光伏电池的输出变化受温度尧日照强度变化影响遥当日照强度增大时袁电池的开路电压基本保持不变袁短路电流明显增加袁最大输出功率也增加遥当温度升高时袁电池的开路电压下降袁短路电流略有增加袁最大输出功率减小遥故当温度和日照强度不变时袁光伏电池有最大功率点袁能输出当前条件下的最大功率遥渊a冤不同温度时的特性曲线渊b冤不同日照强度时的特性曲线图1光伏电池的输出特性曲线圆最大功率跟踪控制方法研究光伏阵列的最大功率跟踪通常都是通过DC-DC变化电路实现的袁常见的DC-DC变换电路有Buck尧Cuk及Boost等等遥由于Boost电路较为简单袁可以工作在连续模式袁而且相对其它电路转换效率要略高一些袁故我们采用Boost电路实现最大功率跟踪遥2.1Boost电路简介升压斩波电路渊BoostChopper冤的原理图及工作波形如图2所示遥开关S状态1院a导通袁电流iL流过电感线圈L袁输入电压全部加在电感L上面袁电流线性iL增加袁此时二极管截止袁负载有电容提供能量遥图2Boost电路原理图及工作波形开关S状态2院b导通袁二极管正向偏置而导通袁电源功率和储存在电感L中的能量通过二极管D输送给负载和滤波电容C遥渊a冤开关S打到a渊b冤开关s打到b图3BOOST电路等效电路其中输入输出关系为院VOVpv=11-D基于Boost电路的光伏发电MPPT仿真研究马瑞钰蔡俊渊安徽理工大学电气与信息工程学院袁安徽淮南232001冤揖摘要铱太阳能是地球上取之不尽尧用之不竭的能源袁光伏发电是目前世界上发展前景最好的一门发电技术遥但光伏发电效率较低袁为了解决这一问题袁本文对光伏发电的最大功率跟踪进行了研究遥结果表明袁当太阳能电池板带负载时袁通过调节占空比袁利用BOOST电路变换袁实现阻抗匹配袁能使太阳能电池工作在最大功率点袁并使用MATLAB仿真验证了其结果遥揖关键词铱太阳能曰光伏发电曰MPPT曰BOOSTSmulationofMPPTaboutPhotovoltaicPowerGenerationoftheBoostCircuitMARui-yuCAIJun(AnhuiUniversityofScienceandTechnologyInstituteofElectricalandInformationEngineering,HuainanAnhui,232001)揖Abstract铱Solarenergyisinexhaustible,inexhaustibleenergyonearth,photovoltaicpowergenerationisthedevelopmentprospectofthebestintheworldagenerationtechnology.Butphotovoltaicefficiencyislow,inordertosolvethisproblem,inthispaper,thephotovoltaicmaximumpowertrackingisstudied.Theresultshowsthatwhenthesolarpanelsonload,byadjustingthedutyratio,theuseoftheBOOSTcircuittransformation,realizetheimpedancematching,workinginthemaximumpowerpointofsolarbattery,andtheresultwasverifiedusingMATLABsimulation.揖Keywords铱Solar;Photovoltaicpowergeneration;MPPT;BOOST
光伏电池模型及其仿真实现
光伏电池模型及其仿真实现
摘要：能源领域中的新能源产业一度崛起并得到了高速的发展，而光伏是清洁能源的重压组成部分之一。本文从数学角度分析研究了光伏电池模型的机理，将其分成光电电流模块、饱和电流模块、反向饱和电流模块、分流电流模块、输出电流模块五大模块，在数学模型的基础上，基于matlab的simulink对光伏电池模型进行仿真实现，根据输出电压电流以及功率图像分析，该电池模型具有良好的拟合度，与工程实际的太阳能电池输出一致，模型为研究光伏发电功的相关仿真实验提供了平台支持。
关键字：光伏电池；模型；仿真；拟合度
引言
光伏系统在可再生能源发电系统中是最成熟的技术之一，具有电力可扩展，安装简单，维护量少和模块化等优点。美洲、日本和德国较早的光伏产业发展一直走在世界前列，而中国的光伏产业近年来发展迅速，“十四五”发展计划以来，中国光伏产业得到了迅猛的发展[1-2]，已占据了世界光伏电池产量的一半，太阳能资源由于其取之不尽，用之不竭的特点已经被世界各国所开发利用。影响其发展的主要因素是国家的能源发展战略以及总体的发电系统运行投入成本。从经济性的角度来看，太阳能资源获得容易，发电成本较低，在未来的很长时间里都可以作为新能源并网发电工程中的中坚力量[3]。随着技术的进步，太阳能光伏未来很有可能成为人类的主流能源利用形式，因此光伏发电作为太阳能的利用方式成为人类必须要研究的课题[4]。
本文对光伏发电原理进行了探究分析，在matlab中搭建了光伏电池的仿真模型，得到了模型的输出曲线。用matlab编程对光伏发电功率进行了预测，经探究，光伏发电功率与太阳辐射强度、大气温度、大气湿度有关，本文根据在西藏林芝地区采集的数据，设计了一个太阳能光伏发电功率的预测系统，在已知太阳辐射、大气温度、大气湿度的情况下，可以预测光伏系统的发电功率。 1. 光伏电池模型
光伏电池作为光伏阵列的最小组成单元，是一种利用半导体“光生伏打”效应将光能直接转化为电能的新型能量转换器[5]。基于电子学理论，光伏电池单元的等效电路模型如图1.1所示。
光伏发电系统的建模与仿真
光伏发电系统的建模与仿真
随着节能减排的要求越来越高，光伏发电系统的应用越来越广泛。然而，在建造光伏发电站前，需要进行大量的建模与仿真工作，以保证系统的稳定性和可靠性。本文将介绍光伏发电系统的建模与仿真过程。
一、建模
建模是光伏发电系统仿真的第一步。建模的目的就是将光伏发电系统从实际中抽象出来，使之成为一套数学模型，以便在计算机中进行仿真。
光伏发电系统包括发电机组、直流充电器、储能器、逆变器、变压器等基本部件。对于这些部件，需要进行建模和参数设定。建模的方法主要有等效模型、电路模型和物理模型等。
1. 等效模型
等效模型的思路是将光伏发电系统转换成等效电路，从而进行仿真计算。例如，将光伏电池板简化成一个电流源加一个二阶低通滤波器。
2. 电路模型
电路模型则是基于光伏发电系统的电路特性进行建模。例如，可以将光伏电池板建模成参数为光强、温度等的电路模型。
3. 物理模型
物理模型基于光伏发电系统的物理特性进行建模，涉及光学、热学等多个方面。例如，可以将光伏电池板建模成空间点的热辐射传递方程。
根据仿真需要，建模时需要进行精度把握和建模方法选择。在建模完成后，需要进行模型验证，以确保建模工作的准确性。 二、仿真
在建模完成后，就可以进行仿真计算了。仿真是指在计算机中模拟光伏发电系统的工作状态，获得系统的电气参数、性能指标等。
仿真需要使用仿真软件，常见的有PSIM、Matlab/Simulink等。根据建模的具体方法，仿真算法也存在差异。
1. 辅助设计
仿真计算可以对光伏发电系统的组成部分进行电气参数分析，例如组件的最大输出功率、充电器的电流等。这有助于系统生成流程中的产品选型和设备配套工作。
2. 故障分析
仿真计算可对光伏发电系统的故障进行分析。例如，可能会对电路短路、系统离线等进行典型故障模拟，并从故障指标的角度来改进优化系统。
3. 性能分析
仿真计算可以对光伏发电系统的电能转换效率进行性能分析。例如，可以对系统每个环节的能量损失进行计算，以掌握发电系统的总体能源利用与性能表现。
数值建模与仿真-光伏电池
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摘 要
开发新能源和可再生清洁能源是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五项技术领域之一。充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策，其中太阳能发电则最受瞩目。由于目前光伏电池板转换效率比较低，为了降低系统造价和有效地利用太阳能，该论文对光伏发电进行最大功率跟踪显得尤为必要。
本文针对如何提高太阳能光伏发电系统的转换效率，分别从工程数学模型、matlab建模仿真方面对外界环境影响因素就行分析，同时对具有最大功率点跟踪（MPPT）的控制器的原理进行了研究，并分析比较各测量方法的优缺点。
Keywords: 太阳能发电 ；转换效率；MPPT；matlab建模仿真
Abstract
The development of new energy and renewable clean energy is one
of the five technologies have the most decisive influence in the
development of the world economy in twenty-first Century. The full
development and utilization of solar energy is the energy strategy
of the governments of the world sustainable development, where the
solar power generation is the most popular. Due to the current solar
photovoltaic conversion efficiency is low, in order to reduce the
cost of system and the effective use of solar energy, the pho-tovoltaic maximum power point tracking is particularly necessary.
光伏发电系统建模和仿真(毕业设计论文)
本科生毕业设计说明书（设计论文）
题 目：光伏发电系统建模及其仿真 光伏发电系统建模及其仿真
摘要
伴随着能源危机和环境问题的不断加剧，清洁能源的发展进程被大大的推进了。太阳能作为一种新能源以其没有污染，安全又可靠，能量随处可以得到等优点越来越受到人们的青睐。无论从近期还是远期，无论从能源环境的角度还是从边远地区和特殊应用领域需求的角度考虑，太阳能发电都极具有吸引力。那么对光伏发电系统的研究则就变得既有价值又有意义。
通过对光伏发电系统的理论研究学习，建立了完整的光伏发电系统体系，本文深入的研究了光伏电池在不同光照强度、不同温度下的电压、功率输出特性。
本文的研究重点是光伏发电系统的控制技术，以及在MATLAB/SIMULINK仿真环境下的仿真结果。讨论了多种最大功率点跟踪方法；且分别讨论学习了在光伏并网和独立发电系统情况下的逆变器和MPPT的控制，并建立了仿真模型，提出了相应的控制策略。且在最后论述了孤岛效应的产生和反孤岛策略，用电压频率检测法完成了孤岛检测与保护。
关键词：光伏电池，逆变器，最大功率点跟踪，孤岛效应， MATLAB仿真
Abstract
With the growing energy crisis and environmental problems, clean
energy is greatly promote the development process. Solar energy as a new
kind of energy for its no pollution, safe and reliable, widely available
energy advantages, such as more and more get the favor of people. No matter
from the near future or long-dated and, no matter from the Angle of energy