光伏电池的建模与仿真研究

由于目前光伏电池的仿真模型大多只针对特定型号的电池而建立,导致所建立的仿真模型不具备通用性。对微电网中光伏电池的输出特性进行了研究,在对光伏电池数学模型分析的基础上,利用matlab/simulink平台建立了光伏电池的通用仿真模型,只需要光伏电池的开路电压、短路电流、最大功率点电压和最大功率点电流4个参数便可以利用该仿真模型进行光伏不同型号的光伏电池的仿真。通过对所搭建的光伏电池仿真模型进行仿真测试,得到不同环境温度和光照强度下光伏电池的I-V和P-V特性曲线,并对仿真结果进行分析,发现仿真所得的光伏电池最大输出功率、开路电压和短路电流随环境温度和光照强度的变化趋势与理论分析相吻合,验证了模型的正确性。     

光伏电池建模及其输出特性仿真

根据光伏电池实用模型,在Matlab/Simulink环境下,结合S函数的编写建立其动态仿真模型。该模型可以模拟实际光伏电池在不同的太阳辐射强度、环境温度下的I-U和P-U特性曲线,并且具有在一定光照强度和环境温度下跟踪太阳能电池最大输出功率的功能。仿真结果表明,太阳辐射强度增大,光伏电池输出功率增大;环境温度上升,光伏电池输出功率呈下降趋势。     

阴影对串联光伏阵列输出特性的影响

基于传统的光伏电池等效模型,研究了影响光伏电池输出特性的主要因素。通过对受部分遮挡的串联光伏组件工作状态的分析,建立了适用于任意遮挡情况下的串联光伏阵列的数学及仿真模型,通过仿真曲线与实验数据的对比验证了所建模型的正确性。利用所建模型,仿真分析了串联光伏阵列在不同遮挡程度下的输出特性曲线,对比分析了不同遮挡状态下串联光伏阵列的最大输出功率的变化。     

光伏电池建模及MPPT仿真研究

根据光伏电池数学模型,在Matlab/Simulink环境下建立光伏电池仿真模型,并在不同光照强度和环境温度条件下进行了仿真,结果表明,光伏电池的输出特性呈明显非线性并随环境温度和光照强度的变化而变化.此外,对该模型结合MPPT模块,实现对光伏电池最大功率点跟踪方面,提出了一种跟踪速度快、稳态精度高的改进粒子群算法.经仿真试验表明,该方法较传统方法具有明显的控制效果.     

基于海南生态环境下光伏电池输出特性的建模与仿真研究*

研究不同环境下光伏电池输出特性,对研究最大功率点和提高光伏系统效率具有重要意义。建立了改进的光伏电池数学模型,搭建了光伏电池的仿真模型,对光伏电池在不同光照强度和不同温度下的输出特性进行了仿真,并针对海口地区的具体情况,在不同倾角下对光伏电池输出各项参数进行仿真。最后,总结出光伏电池随光照强度和环境温度的变化规律,确定了海口市光伏电池板的最佳安装倾角。     

光伏电池的建模与光伏发电系统的仿真

利用光伏电池的数学模型,使用修正参数得到不同环境下的性能参数,在MATLAB/Simulink环境中搭建光伏电池仿真模型,并对不同光照强度和不同环境温度下的光伏电池输出特性进行分析比较。基于电导增量法与升压斩波电路,对任意给定的不同光照强度和不同环境温度下的光伏发电系统进行仿真分析。仿真结果表明,该模型可实现光伏发电系统的最大输出功率跟踪,验证了该模型可满足光伏发电系统的仿真需要。     

局部遮挡下光伏电池的数学建模与仿真研究

在局部遮挡条件下,光伏阵列I-V输出特性呈阶梯状,P-V输出特性含多个局部峰值。以光伏电池工程数学模型为基础,对光伏电池的串联、并联以及串并联形成阵列进行了深入的研究,建立了对应的数学模型,并理论上探究了功率最大点出现的位置以及多功率最大点产生机理。通过计算机仿真验证了理论推导的正确性,得出局部遮挡下光伏阵列的输出特性是由光照强度、遮挡模式、阵列格局等共同决定的结论。     

局部阴影条件下光伏阵列输出特性的研究

当光伏阵列处于阴影情况下时,输出的I-V曲线呈阶梯状,相应的P-V曲线含有多个局域峰值。通过理论分析、Matlab仿真以及实验测试,研究阴影分布对光伏模组输出特性的影响。并以工程用光伏电池模型为基础,用Matlab语言建立了一个简单实用的光伏阵列辅助设计软件,利用该软件对光伏阵列在不同光照、温度、遮挡模式以及阵列结构下进行仿真研究,深入分析了光伏阵列在局部阴影下的I-V和P-V特性,给出全局最大功率点位置随遮挡模式变化的定性结论,为局部阴影下光伏阵列特性和最大功率点跟踪算法的研究提供了有力的支持。     

光伏电池工程用数学模型及其模型的应用研究

以光伏电池输出特性为基础,给出了光伏工程实用数学模型,利用Matlab建立了光伏电池仿真模型,分析了在不同的太阳辐射强度、环境温度下的输出特性,此外,利用改进扰动观察法建立了最大功率跟踪模型(MPPT),并与Buck-Boost电路结合使用,通过PWM来获得控制信号以此来改变光伏电池的输出电压,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点的跟踪,为整个光伏及微网系统进一步研究提供参考价值。     

适用不同尺度光伏阵列的数值建模方法

把光伏电池电路模型的离散计算结果作为基准数据源,利用数值计算方法实现对光伏阵列及各光伏单元的建模,详细阐述了该建模方法的实现机理及数学模型表达。针对光伏阵列运行中常遇到的阴影遮挡工况,建立了不同规模(单体光伏电池、组件、组串、阵列)的遮挡模型,并给出仿真结果。结果表明:在不同遮挡率下,单体光伏电池、组件的I-V输出特性曲线只有一个阶梯,P-V输出特性曲线仅有一个功率峰值;组串I-V输出特性曲线阶梯个数等于组件不同遮挡率个数,P-V输出特性曲线功率峰值个数不大于阶梯个数,并验证了两者之间的确切关系;光伏阵列的功率峰值个数与各组串的峰值个数关系复杂。该模型可适用于不同规模光伏阵列,仿真灵活,也容易与电力电子回路集成实现系统级仿真。     

基于Matlab的光伏阵列输出特性和最大功率点跟踪控制策略的研究

针对光伏并网发电过程中存在的最大功率输出问题,研究了光伏阵列高度的非线性输出特性和最大功率点跟踪(MPPT)问题。根据光伏阵列的等效数学模型,结合Matlab分析环境中的Simulink工具,基于S函数建立光伏阵列的输出特性分析模型。通过对不同温度和光照强度条件下进行模型仿真分析,研究环境温度和光照强度对光伏阵列输出特性的影响。采用S函数对最大功率点进行建模,给出MPPT的控制策略。重点研究了扰动观察法和电导增量法最大功率跟踪特性,并对仿真结果进行对比分析。研究结果对并网控制器的研究和实践具有一定的理论指导和参考价值。     

一种光伏电池最大输出功率的预测方法

光伏电池输出功率受温度和光强影响,且影响程度具有非线性特征。采用建立二维表的方式来预测光伏电池最大输出功率。该方法将预测功率转化为预测温度和光强,并根据温度和光强预测结果查表得到光伏电池最大输出功率。算例表明,文中所提出的方法能够较为准确地预测光伏电池最大输出功率。     

光伏电池数学模型的labVIEW仿真分析

针对光伏电池数学模型需要知道一些特定参数,分析研究光伏电池有一定的困难,为此本文提出简化的工程用数学模型。使用LabVIEW搭建所建模型,并模拟光照强度和环境温度的变化对光伏电池输出特性的影响。仿真结果接近光伏组件实际工作特性,验证了建模的有效性。光照强度和温度对光伏电池输出特性影响的测试实验验证了所建模型的正确性,对于光伏阵列建模及光伏电池的研究有理论和实际意义。     

新型模块化光伏电池及MPPT控制器的研究

针对光伏电池通用仿真模型复杂、难懂等问题,基于Matlab/simulink提出一种对光伏电池中几个重要参数进行模块化处理的新型仿真模型,该模型简单、明了且可以清晰的得到不同温度和光照强度对光伏电池参数的影响。并结合新型的MPPT跟踪方法,通过判断dU×dP的符号,系统在外界环境变化时,只需经过2个判断即可准确得到系统工作位置,快速跟踪到最大功率点。最后在Matlab/simulink环境下仿真验证本模型不仅可以准确还原光伏电池的I-U特性曲线,通过与新型跟踪方法结合,明显缩短了系统的跟踪时间,减弱了系统在最大功率点的振荡现象。     

基于输出参数的光伏电池最大功率点控制

最大功率点跟踪(MPPT)控制技术是光伏系统领域中在一定环境温度以及日照强度情况下太阳能电池阵列能够输出的最大功率.传统的控制方法是检测系统的输入电压和输入电流,计算其输入功率并使其达到最大.本文通过Buck变换器实现系统的最大功率点跟踪,其实现方法是检测系统的输出电压或者输出电流,通过软件的精确算法控制变换器的占空比,从而使得太阳能电池阵列的输出功率最大化.实验结果验证了该方案的可行性和正确性.     

微电网建模及并网控制仿真

针对现有仿真工具难以准确仿真微电网及含微电网配电网的现状,研究了微电网的建模技术。基于Digsilent仿真平台建立了适用于潮流分析、动态仿真的光伏发电系统模型,包括光伏电池组件的I-U特性模型、光伏逆变器控制模型和电池储能系统模型。在验证模型准确性的基础上,使用电力系统分析软件Digsilent对微电网并网运行控制的恒功率输入/输出控制、变功率输入/输出控制和最优功率控制三种模式进行仿真。在光伏输出变化和负载变化的情况下,对馈线有功功率控制的仿真结果表明,所建的微电网模型可准确模拟微电网并网控制模式,可用于实际微电网系统的并网运行分析。     

直流配电网光伏变流器柔性出力自适应分段下垂控制

在含光伏的直流配电网系统中,传统的下垂控制在光伏出力变化的情况下,存在功率分配不均衡及母线电压偏差大等问题。针对光伏出力受环境因素影响较为严重,引起传统下垂控制效果变差这一问题,根据光伏出力变化情况自适应调节下垂特性曲线,使其在重载条件下实现功率的精确分配,在轻载条件下,实现母线电压的稳定控制。通过建立下垂控制输出阻抗模型,分析了下垂系数自适应变化对系统环流抑制能力及均流度的影响。在MATLAB/Simulink中搭建光伏直流配电网进行仿真验证。理论分析和仿真验证表明所提光伏变流器柔性出力自适应分段下垂控制能够按照光伏电源出力动态调节功率分配任务,在重载时可以提高系统功率分配精度,轻载情况下可以减小直流母线电压偏差。     

光伏发电系统Boost电路采用同步技术研究

光伏发电系统受光照、温度等环境因素影响,输出功率具有随机波动性。同时光伏电池板输出电压较低,较多使用Boost电路来提高和稳定电压,以及在Boost电路上实现最大功率跟踪,充分利用光伏发电。Boost电路电压增益在电感电流连续模式下计算简便且效率更高,这导致在光伏电池电流较小时就需要较大的电感值才能保证电路处于电感电流连续模式,从而引起电感元件体积和成本增加的问题。在Boost电路中采用同步控制技术,即首先使用场效应开关管来替代原电路中的二极管,然后采用带死区控制的最大功率追踪方法,实现光伏电池电流较小时,即使采用较小电感值,也能获得较高的控制性能和转换效率。MATLAB仿真证明了该方案的可行性与有效性。     

一种求解光伏电池5参数模型的方法

提出了一种求解光伏电池5参数模型的方法。依据在I-V特性方程的短路点、开路点和最大功率点得到的4个表征5参数之间关系的方程,分析了二极管理想因子（a）对光伏电池输出特性的影响;然后根据标准工况下厂家提供的数据,构造第5个方程求得工况下5参数的解。基于得到的结果求解任意光照和温度下光伏电池参数,进而采用Lambert W函数的显式I-V方程得到光伏电池输出电流和电压。最后,通过与Shell S65和TDB125×125-72-P光伏电池I-V特性和最大功率实测数据比对,验证了所提出方法的正确性。