matlab中进行太阳能电池模型,基于Matlab╱Simulink的太阳能电池特性仿真

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基于Matlab/Simulink 的太阳能电池特性仿真

朱丽

合肥工业大学电气自动化系，安徽合肥(230009)

E-mail ：lilyzhu1980@http://www.doczj.com/doc/bb588e4d2b160b4e767fcf02.html

摘要：本文介绍了一种以太阳能电池数学模型为基础，结合 buck 变换电路[1]，在MATLAB/SIMULINK 环境下建立了光伏电池模拟器的仿真模型。它能模拟光伏阵列在任意太阳辐射强度、环境温度、光伏模块参数、光伏阵列串并连方式组合下的输出特性。并在该仿真模型

的基础上利用在光伏电池的最大功率点0/=dv dp ，

提出了一种新的最大功率点跟踪方法，该方法简单，能快速的实现对最大功率点的跟踪。

关键词：buck 变换电路；太阳能电池/模拟器；Matlab/simulink 仿真;光伏模块；最大功率点跟踪; 中图分类号：TM92

1．引言

太阳能电池板因其造价高，随日照强度、环境温度的影响变化较大，且实际太阳光辐射持续变化，使太阳能电池板的输出特性不稳定，导致实验室中的太阳能系统难以开发和实验。以往的太阳能模拟常采用仿日照灯模拟光源的方法，其制作复杂，成本较高，且能量损耗较大。本文介绍了一种以直流斩波器为基础的太阳能电池模拟器，用以模拟太阳能电池板的输出特性。本文在Matlab/simulink 的仿真环境中，基于太阳能电池的数学模型，建立了光伏电池模块的仿真模型，运用到该模拟器的仿真系统中。仿真结果表明，该模拟器的输出特性与实际太阳能电池板输出特性非常接近。并把该模拟器运用到光伏系统的最大功率点跟踪系统中，仿真图形表明可以快速的实现最大功率点的跟踪。

2．太阳能电池输出特性

太阳能电池分为非晶硅、多晶硅等多种类型，以为各自制造技术的不同表现出不同的I-V 输出特性[2]。同一类型的太阳能电池由于日照强度、环境温度的不同输出特性I-V 也不同[3]。太阳能电池的输出特性如图1、图2所示，图1表示太阳能电池的I-V 曲线随太阳辐射强度变化而变化的规律。随日照强度的增加，电流Ipv 也增大。图2表示太阳能电池的I-V 曲线随温度的变化而变化的规律。随温度的增加，电压Ipv 也变大。由图可以看出太阳能电池的I-V 特性与太阳辐射强度、环境温度之间是高度非线性的。

3．模拟器的原理

太阳能电池模拟器是模拟实际太阳能电池板在不同日照强度和温度下的I-V 输出特性。本文介绍的太阳能电池模拟器以直流斩波电路为基础结合太阳能电池的数学模拟构成。

3.1. 模拟器结构图

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来源：冷淡熊