基于MATLABSimulink的光伏电池建模与仿真.doc

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第2卷第4期1
206年102月
青岛大学学报(程技术版)工JRLOIGDOUVRIY(OUNAFQNANIESTE&T)
Vo.1No412.
De.2006c
文章编号:06—99(060107820)4—07—0044
基于MALB/ilk的光伏电池建模与仿真TASimun
吴海涛,孔娟,夏东伟
(-k岛大学自动化工程学院,山东青岛267)601
摘要:MATL/ilk仿真环境下,于光伏电池的j解数学函数关系式,在ABSmuin基—建
立了光伏电池的仿真模型,并对不同的串联电阻和日照强度变化条件下光伏电池的输出
特性进行了仿真.仿真结果验证了光伏电池的输出特性呈非线性,随串联电阻和日照并强度的变化而变化.关键词:伏电池;光MATAB仿真;出特性;出功率L输输
中图分类号:319TP9.文献标识码:A
随着世界经济的迅速发展,源问题日益突出,能主要体现在:源短缺,境污染,室效应[.太阳能能环温1]
作为一种新兴的绿色能源,越来越受到人们的重视.光伏电池是太阳能光伏发电系统中的核心部分,因此,
光伏电池成为太阳能光伏发电系统研究的重要环节.MATL/ilk仿真工具为复杂系统提供了简ABSmuin
单,快捷,方便的建模仿真环境,以实现建模与仿真,可数据分析和曲线拟合,科学和工程绘图等功能,其中的电源系统工具库(oeSsmBoke)Pwrytlst可直接为电力系统提供模块化仿真[.本文针对MALB仿真ee2]TA
环境,于光伏电池的卜一函数关系式,接利用Smuik软件包,基直iln编写S函数建立了光伏电池的仿真模型,过调节串联电阻和光生电流,便且准确地模拟了光伏电池的工作情况.通方
光伏电池的仿真模型
光伏电池本身是一个PN结,—基本特性与二极管类似,其等效电路由光生电流源及一系列电阻(内部并联电阻Rh串联电阻R).和.组成啪,,曲
见图1示.所
)一一一扑
l一
由太阳能光伏电池等效电路可得出公式
II—曲一I—Ihd.()1
田1光伏电池等效电路田
式中,为光伏电池的输出电流,Ih光生电流,I流过二极管的电流,为流过内部并联电阻IA}p为A}d为A;
Rh.的电流,A.对于I有a
LLxq+,一)={LAI)1=e(Tq;pvRjK
因子.当温度T0=30K时,取值28q.;是电子电荷,160C为.×1..对式()1中的I有.h
Ihim
(2)
式中,.I为二极管反向饱和电流(一般而言,其数量级为l—A,O本文取I一80A)]为输出电压,.×1r;
V;是玻耳兹曼常数,13×1./R为电阻RK为.80JKI.,的电阻,丁是绝对温度,A是P—N结的理想n;K;
()3
式中,电阻RR.为的电阻,ll.将式()()'2,3代入式()可得光伏电池输出电流表达式为1,
IIe[=b{ppx-
收横日期:2005—1z一0l回日期:200～19修06—35
]一
五
作者筒介:吴海涛(92)男.18一.江西人.硕士研究生.研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用.E-i:tor6.omawhpwe@13crln

第4期
吴海涛,基于MATA/ilk的光伏电池建模与仿真等:LBSmuni
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Cnoecotld岫龃torrlSue受控电流源c
示波器2
圈2光伏电池的MALB仿真模型TA
根据光伏电池的等效电路图,利用Mal/i—thsamu
lk仿真中的电源系统工具库(orSseBok—inPweytmlcse)t建立光伏电池的仿真模型,图2所示.当光照强如度恒定时,生电流,不随光伏电池的工作状态而变光h化,因此可以用一个恒定的电流源来模拟.电源系统
■'■
.ud啊c惝
工具模块库中没有直流电流源模块,可对交流电流源
模块进行适当设置,图3所示.电压检测模块1如(otgauen1输出值为负载R的电压;VleMesrmet)a电压检测模块2(lgauen2输出值为+VoteMesrmet)a
侬..建立一个s函数模块来表示公式()其表达式为2,
r/…,1
,)Ie(~1(=ox~一p-A-I-')1T
圈3交流电源模块的设置
输入值雄一V+豫.I,K,一30K)q已知,,.A,T(0,因此经过此模块后可得流过二极管的电流I.信号发生
器Sga为受控电流源,inl在此要特别注意信号发生器的参考方向;ill23Dsa,,模块分别显示光伏电池的输py出电流,出电压,出功率值.输输
2串联电阻R对光伏电池的影响.
由于太阳能光伏电池板前后表面的电极以及材料本身所带有的电阻率,当工作电流流过板子时必然会引起电池板内部的串联损耗,故引入串联电阻R.理论上,串联电阻越大,线路损失就越大,光伏电池的输出功率就会降低,而导致输