光伏电池数学模型研究
2太阳能电池的数学模型
2太阳能电池的数学模型太阳能电池的数学模型是太阳能电池模拟器系统设计的基础，本章从太阳能电池的工作原理、等效电路出发，详细介绍了太阳能电池数学模型的建模过程，给出了太阳能电池的数学模型，并且对该数学模型进行了仿真，证明了该数学模型的正确性，为下文提出六折线模型拟合太阳能电池的I-V特性曲线奠定了基础。
2.1太阳能电池的工作原理通常所说的太阳能电池指的是太阳能电池单体，太阳能电池单体是一种能够利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的半导体装置，它的转换效率一般可达百分之十五左右。
它通常是由大量的PN结串联而成的，整体结构一般是由一个P型半导体作为底座，在上面刻入N 型薄膜，并且通过金属导线把PN结的两端引出。
太阳能电池单体是最小的光电转换单位，输出电压和输电电流都很小，一般不可以直接作为电源使用。
通常都是将一定数量太阳能电池单体通过串联构成太阳能电池组件来使用。
太阳能电池组件的输出电压一般达到24V左右，24V的电压可用来为蓄电池充电，能够应用在各个系统和领域中。
当需要进行大功率光伏发电系统时，可以把这些太阳能电池组件通过一定的形式串联或并联起来，形成太阳能电池阵列。
太阳能电池阵列能够产生较大的功率，可以用在各个领域中。
太阳能电池发电的原理主要是半导体的光生伏特效应，也称为光伏效应。
硅半导体结构如图2-1 a)所示，在图中，硅原子用正电荷来表示，硅原子四周的四个电子用图中的负电荷来表示。
当向晶体硅中掺入其他的杂质，如硼、磷等就会形成一个个很小的PN结。
当向晶体中掺入硼时，含有杂质硼的晶体硅的内部电子排列如图2-1 (b)所示。
图中，硅原子用正电荷来表示，硅原子四周的四个电子用负电荷表示，而图中黄色的就表示掺入的硼原子，由于硼原子的外部只有三个电子，就会吸引硅原子的一个电子过来，这样就会产生如图中蓝色的空穴，这个空穴又会因为没有足够的电子而去吸引别的电子，这样就形成了P ( positive)型半导体。
光伏电池的数学模型及输出特性分析
光伏电池的数学模型及输出特性分析作者：黄巨朋李子然王永博来源：《科学导报·学术》2020年第51期【摘要】相比于光热发电，光伏发电价格低廉、易于控制、安全稳定，所以在实际中得到了广泛应用。
光伏发电通过光伏电池可将光能直接转换为电能。
随着科技水平的进步，全球光伏产业呈现出快速发展势头，其增长速度超出风电成为最快的清洁能源发电品种。
【关键词】光伏电池;数学模型;输出特性1 光伏电池的数学模型光伏电池可等效成二极管，其工作原理可用图1中的等效电路来描述。
图1中是光伏电池的负荷电阻，光伏电池输出电压用表示，流过的负载电流（也叫输出电流）用表示。
为激发电流，该值取决于辐射强度S、电池面积和温度T。
为PN结中的总扩散电流，与方向相反，表达式为：其中，q为电子电荷量，;K为玻尔兹曼常数，;A为光伏电池常数因子（正偏电压较大时A 为1，较小时A为2）。
由式2.1可知，与光伏电池的电动势E和温度T等有关。
为无光照时光伏电池的饱和电流，表达式为：其中，M为PN结表面面积;、为导带和价带的有效态密度;为受主杂质浓度，为施主杂质浓度;电子扩散系数、为空穴扩散系数;为少子寿命，为电子少子寿命;为半导体材料的间隙宽度。
根据图1，可得到为：其中，为串联电阻，为旁漏电阻。
图1给出的二极管模型可以准确地描述光伏电池的输出特性。
光伏电池较小而较大，理想条件下忽略电阻影响，可得光伏电池输出特性表达式为：由式1.4可得由于忽略了和的影响，式1.5表示的光伏电池输出特性与真实特性相比，虽有一定偏差，但仍能体现照度和温度对光伏电池输出特性的影响。
由式1.5可知，外电路短路（即时，。
外电路开路）时，记电池两端电压的开路电为压，其表示为：与有辐射强度关，而与电池面积无关。
与辐射照度的对数成正比，与当温度成反比。
一般情况下，温度每上升，就下降2～3mV。
在标准条件的辐射照度（即）下，为450～600mV。
2 光伏电池的输出特性分析将光伏电池的I-U、P-U输出关系称为输出特性。
光伏电池工程用数学模型及其模型的应用研究
ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｗａｓ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ．Ａ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｏ ｆ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ ｃ ｅ ｌ ｌ ｗａ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ．Ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｗａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｄｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｆ ｅｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｍｂ ｉ ｅ ｎ ｔ ｌ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ
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。
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蔓 臣 口
研 究与 设 计
光 伏 电池 工 程 用 数 学模 型 及 其模 型 的应 用研 究
光伏电池五参数模型的参数提取方法
光伏电池五参数模型的参数提取方法引言在光伏发电系统中，光伏电池是最重要的组成部分之一。
光伏电池的性能参数对整个发电系统的效率和稳定性有着非常重要的影响。
而光伏电池五参数模型是描述光伏电池特性的重要数学模型，其中的参数提取方法对于准确描述光伏电池的性能至关重要。
一、光伏电池五参数模型简介光伏电池五参数模型包括了光电流I_L、反向饱和电流I_o、串联电阻R_s、并联电阻R_sh和光生载流子寿命τ，这五个参数描述了光伏电池在不同工作条件下的特性。
在实际应用中，准确提取这些参数对于光伏电池的建模和性能预测至关重要。
二、参数提取方法1.基于光伏电池I-V特性曲线的拟合方法通过测量光伏电池的I-V曲线，并结合适当的数学模型，可以使用拟合算法来提取光伏电池的五参数模型。
常用的拟合算法包括最小二乘法、牛顿迭代法等，这些算法可以通过数学计算来准确地提取光伏电池的参数。
2.基于光伏电池动态响应的识别方法通过对光伏电池在不同工作条件下的动态响应进行实验和测试，可以借助系统识别理论和方法来提取光伏电池的五参数模型。
这种方法的优势在于可以通过实际动态工作条件来获取光伏电池的参数，更加符合实际工况。
3.基于人工智能的参数提取方法近年来，人工智能技术在许多领域取得了突破性的进展，包括在光伏电池参数提取方面也有着广泛的应用。
通过人工智能算法，例如神经网络、遗传算法等，可以通过大量的数据样本来训练模型，从而实现光伏电池五参数模型的准确提取。
三、参数提取方法的比较与选择不同的参数提取方法各有优劣，基于光伏电池I-V特性曲线的拟合方法可以简单快速地获取参数，但对测量数据的要求较高；基于光伏电池动态响应的识别方法能够更好地反映动态工作条件下的特性，但实验和测试难度较大；而基于人工智能的方法则需要大量的数据样本和模型训练，对于参数提取的准确性和稳定性有一定要求。
根据实际需求和条件，可以综合考虑不同方法的优缺点，选择合适的参数提取方法。
在实际应用中，根据光伏电池的具体特性和工作条件，可以结合多种方法，进行多方位的数据获取和分析，从而实现更为准确的参数提取。
基于MATLAR／Simulink光伏电池模型的研究
基于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ ＷＳ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ光伏电池模型的研究
章 政 杰
（ 江苏省 电力公 司检修分 公司无锡检 修分部）
摘 要： 提 出一种 以太 阳能 电池数学模型为基础 ， 在ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ Ｉ ｌ Ｉ （ 环境下建立 的光伏 电池仿真模型。 该模型与其他常用建模 方法相 比， 该模型 结 构简化 ， 易于操作 ， 能更好的描述光伏 阵列 的电气特性 。与传统方法相 比， 精度有所提 高， 为整个光伏系统进一步研 究提供参考价值 。． 关键词 ： 太阳能电池 ； 数学模型； ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ
ｌ 引 言
』 ＝ ［ １ ｓ ｃ ＋ 【 一 ） ］ Ｓ
（ ３ ）
随着 经济 的发展 ， 人 口的增加， 化石 能源逐步 消耗 ， 能源危机 问题 日益
严重。在这样的背景下 ， 太阳能作 为一种巨量的可再生能源 ， 引起了人们的 重视， 各国政府正在逐步推动太阳能光伏发电产业的发展 。但是 ， 大多数的 光伏发电系统都是基 于经验公式进行设计的，为了对整个设计系统进行验 证和优化， 有必要研究适用于光伏发电系统工程 设计应用的仿真模型。 由于 太阳能电池 阵列是光伏发 电系统的核心部件 ， 所 以在光伏 发电系统 中， 对太 阳能电池阵列仿真模型的研究至关重要 。 太 阳能电池技术发展很快 ， 目前比 较成熟且广泛应用的是经归类的太 阳能 电池 。 在２ ０ ０ ９ 年， 全球太阳能电池的
３ ５ ０ Ｖ。
因素的影响，在不同太阳辐射强度和温度下模拟出太 阳电池阵列的输 出特 性， 为光伏 系统研究提供 了较有用的参考价值。 ２光伏 电池特。 陛
硅太阳能电池的特性可用 一个等效电路来描述， 如 图１ 所示：
光伏电池数学模型分析及MPPT控制仿真_郭长亮
光伏电池属于一类半导体器件，它是光伏发电系统的核心 部分，能够将太阳能直接转化为电能供人类利用。目前，光伏电 池最常用的材料是使用硅材料制成。硅半导体的 P-N 结具有光 生伏打效应，即当太阳光照射到硅半导体时，其内部的电荷分 布会发生状态变化而产生电流和电压的一种效应。太阳光照射 在光伏电池板上时，使得 N 区聚集大量的电子，P 区聚集大量
模型。本文中只介绍一种工况中常用的光伏电池数学模型，参
照文献[6]对光伏电池厂家提供的参数进行修正，改进后的数
学模型修正方法：首先确定一般工况和标准测试环境下的光
照强度差值 DS 和温度差值 DT 如下：
?T ? T ? T ? K ,?S ? S ? S
(10)
式中：T 为光伏电池表面温度；S 为对应时刻的光照强度；温度
因为光伏电池板生产商提供的技术参数有限，在标准测
试模式下 (通常指光伏电池板表面温度 Tref=25 ℃，光照强度 Sref=1 000 W/m2)，进行一系列合理的近似假设：Rs 值远远小于
二极管正向导通时阻值，IL 近似等于短路电流 Isc；而 Ish 的数值
又远远小于光生电流 IL，所以(U+IRs)/Rsh 此项忽略掉；同理，把
的有效性。分析仿真结果表明，选用的光伏电池数学模型和改进变步长电导增量法能够符合工程应用场合。
关键词：光伏电池；新型数学模型；改进变步长；电导增量法；ＰＳＣＡＤ
中图分类号：ＴＭ ９１４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－０８７ Ｘ（２０１４）０９－１６４０－０４
Analysis on mathematic model of photovoltaic panels and
MPPT control simulation ÁGUO Chang-liang1, ZHANG Su-shuang2, LI Ming1, DU Hai-chao1
基于新型能源光伏发电相关概念与数学模型概述
基于新型能源光伏发电相关概念与数学模型概述
一、光伏发电的基本概念
光伏发电是利用光电效应原理，将太阳辐射能转化为电能的过程。
光伏发电技术主要
由太阳能电池、逆变器和其他附件组成。
太阳能电池是光伏发电系统的核心部件，它能将
太阳光转化为直流电能。
逆变器则将直流电能转换为交流电能，供给家庭或工厂使用。
光
伏发电系统一般包括光伏电池阵列、支架、逆变器、电能储存系统和监测系统等组成部
分。
二、光伏发电的数学模型
1. 光伏效率模型
光伏效率是衡量光伏电池性能的重要指标，它反映了光伏电池将太阳能转化为电能的
能力。
光伏效率模型通常采用以下公式描述：
η = P / (G*A)
η为光伏效率，P为光伏电池输出功率，G为太阳辐射强度，A为光伏电池的接收面积。
通过这个模型，我们可以定量地评估光伏电池的性能，并优化光伏发电系统的设计。
光伏发电系统的功率模型主要用于描述光伏电池阵列输出功率与太阳辐射和温度之间
的关系。
一般而言，光伏发电系统的功率模型可以表示为：
3. 光伏发电系统的能量模型
E = η * G * A * H * f(T)
三、光伏发电系统的优化
基于上述数学模型，我们可以通过对光伏发电系统的设计和运行进行优化，提高光伏
发电系统的效率和稳定性。
在光伏电池的设计中，我们可以通过优化光伏电池的材料、结
构和工艺，提高光伏电池的转换效率。
在光伏发电系统的运行中，我们可以根据光照强度、温度等因素调整光伏电池阵列的工作状态，提高系统的能量输出。
光伏串并联后的数学模型
1.光伏电池数学模型单个光伏电池的I-U曲线是随光照强度，温度变化的非线性曲线，精确的等效电路模型如下：由图1通过基尔霍夫定律可得其中，等式右边第一项为恒流源，第二项为流过二极管的电流，第三项为并联电阻上的电流。
R s 为光伏电池的内阻；R P 为光伏电池的并联电阻；I n为流过二极管的反向饱和漏电流；I SC为光伏电池的短路电流，在一定光照和温度下为一常量。
对公式求导由公式可见，dI/dU <0 ,即在光伏电池的正常工作范围内，输出电流I随着输出电压U的增加而单调降低，具有一一对应关系，这是后面光伏电池组串并联特性分析的基础。
2.光伏电池的串并联一般的光伏电池板东都是通过多块光伏电池以串并联的方式组成光伏阵列而工作。
例如假定光伏列阵各光伏电池的输出特性和内特性相同，则光伏阵列可看作：先由n个光伏电池并联成一组，然后再由相同特性的m个光伏电池组串联组成。
先考虑n个光伏并联的情况。
并联的光伏电池具有相同的外工作电压，每一光伏电池的输出电流也是相同的，则总的输出电流为由公式可见，多个光伏电池并联时的数学模型与单个光伏电池的相似，通过求导也可得出其总输出电流和输出电压的一一对应关系。
当m个光伏电池光伏电池串联而成光伏阵列时，由于每个光伏电池组具有相同的工作电流，则每组上的电压也相同。
设总的输出电压为V，则得到总输出电流与输出电压的关系式由此可见，光伏电池串并联后组成的光伏阵列也具有和单个光伏电池相似的输出数学模型，令D则公式化为一般的太阳能电池生产厂家都会给出一定温度下的开路电压，短路电流，最大功率点输出时的电流和电压等参数，则可以计算出I OD R1 R2 B等未知量。
多个太阳能电池板串联时，仍使用。
令V1=V+I0R1,则公式可化为此公式是串并联光伏电池组的Matlab等效模型所依据的数学基础，其对应的串并联光伏电池组的等效电路图3、光伏电池组件的通用模块的建立及仿真3.1光伏电池组件的通用模块的建立在Matlab/Simulink平台下，利用式建立光伏电池组件的通用模块，其封装和参数界面如图2和3所示．本模块通过设定N p和N s。
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]。
太阳能光伏电池的光伏发电模型与算法
太阳能光伏电池的光伏发电模型与算法太阳能光伏电池是一种利用太阳光能源进行发电的设备，已经被广泛应用于各行各业。
随着人们对可再生能源的需求增加，太阳能光伏电池的研究与应用也变得越来越重要。
其中，光伏发电模型与算法作为太阳能光伏电池发电的关键技术之一，对提高光伏发电系统的效率和稳定性起着至关重要的作用。
一、介绍在当今社会中，能源危机与环境保护已经成为人们关注的热点话题。
作为一种清洁、可再生的能源，太阳能被认为是解决能源危机和缓解环境污染的有效途径之一。
太阳能光伏电池凭借其高效能转换率、长寿命、无污染等优势，被广泛应用于住宅、商业和工业领域。
然而，太阳能光伏电池的发电效率与稳定性与其电池模型和算法密切相关。
二、光伏发电模型光伏发电模型是描述太阳能光伏电池发电过程的数学模型，其准确性直接决定了光伏发电系统的性能。
光伏发电模型通常包括了太阳辐射、光伏电池等多个方面的参数，通过对这些参数的精确描述，可以准确预测光伏电池的输出功率。
常见的光伏发电模型包括理想光伏电池模型、单二极管模型、光伏阵列模型等。
其中，理想光伏电池模型是最简单、最基础的光伏发电模型，假设电池的电压与电流之间的关系是线性的，而在实际应用中，单二极管模型和光伏阵列模型更加贴近实际情况。
三、光伏发电算法光伏发电算法是针对光伏发电系统中可能出现的问题而设计的算法，主要用于优化系统的发电效率与稳定性。
当前，常见的光伏发电算法包括最大功率点跟踪算法、阴影效应优化算法、并网控制算法等。
最大功率点跟踪算法是光伏电池系统中最常用的算法之一，其主要目的是通过不断调整电池的工作状态，使其输出功率达到最大值。
而阴影效应优化算法则是针对光伏电池在阴影下发电效率降低的问题而设计的算法，通过分析阴影所在位置，调整电池的连接方式，避免发生阴影效应。
四、光伏发电模型与算法的研究进展近年来，随着新型材料与技术的不断涌现，光伏发电模型与算法的研究也取得了许多突破性进展。
例如，光伏电池的量子效率、热效率等参数的精确测量技术的不断提高，使得光伏发电模型的准确性得到极大提升。
基于光伏电池数学模型的MPPT算法的研究
跟 踪法 （ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ， ＭＰ Ｐ Ｔ ） 。
根 据 光伏 电池非 线 性输 出特 性 ，且其 输 出功
率 受 电池 温度 、光照 强度 等 因素 的影 响 。 由于光
池边 缘 的露泄 电阻等组 成 ；咫 为 串联 电阻 ，主要
Ｚ 上 Ｔ
ｈ
上
值 约升
在 一 定 的 电池 温度 和光 照 强度 下 ，光 伏 电池
可 以工 作 在 不 同的输 出 电压 ，但 只有 工 作在某 一 输 出 电压 时 ，光 伏 电池 的输 出功 率才 能达 到 最大
图 １ 光 伏 电池的等效 电路
图 １中， 为 光生 电流 ， 值 正 比于光 伏 电 池 的面 积和 入 射光 的辐 照度 ，同时 受 电池 温 度 的 影 响 。一般情 况 下 电池 温度 每升 １ ℃， ７ ８ ； 为暗 电流 ，即无 光 照下 的硅 型光伏 电池 由外 电压作 用 下 Ｐ ～ Ｎ 结 内流 过 的单 向电流 ；Ｒ 为 旁路 电阻 ，主要 由电池表 面污 浊 和半 导体 晶体 缺 陷 引起 的漏 电流所对 应 的 Ｐ ． Ｎ 结 露泄 电阻和 电
２ ０ １ ３ 年１ ０ 月
伏 电池 输 出两 端 开 路 （ 也叶 ∞ ） 时 所测 得 的输 出 电 压值 ，其值 与 入射 光辐 照度 的对数 成 正 比 ，与 温 度 成反 比。 通 过对光 伏 电池 的等 效 电路进 行分 析 ，
光伏电池工程用数学模型研究
光伏电池工程用数学模型研究随着可再生能源的日益重视和广泛应用，光伏电池作为一种重要的可再生能源转换设备，其研究和发展具有重要意义。
为了准确模拟光伏电池的性能和行为，需要建立有效的数学模型。
MATLAB是一种强大的数学计算和仿真软件，为光伏电池建模提供了便利。
光伏电池的通用数学模型可以根据物理原理和电路拓扑结构建立。
在物理原理方面，光伏电池利用半导体材料的光电效应将光能转化为电能。
这个过程可以表示为：$P_{in} = P_{out} + P_{loss}$，其中$P_{in}$为输入光功率，$P_{out}$为输出电功率，$P_{loss}$为损失功率。
在此基础上，根据能量守恒定律和半导体方程，可以建立光伏电池的数学模型。
在电路拓扑结构方面，光伏电池可以等效为电压源和电阻抗的组合。
其中，电压源表示光伏电池的开路电压$V_{OC}$，电阻抗表示光伏电池的内阻$R_{s}$。
根据电路原理，可以列出光伏电池的通用数学模型：$V_{OC} = V_{mp} + I_{mp}R_{s}$其中，$V_{mp}$为最大功率点电压，$I_{mp}$为最大功率点电流。
对于一个给定的光伏电池，其$V_{OC}$、$R_{s}$、$V_{mp}$和$I_{mp}$均为工作温度和光照强度等外部参数的函数。
利用MATLAB进行光伏电池建模时，可以根据上述数学模型编写程序代码。
根据物理原理和电路拓扑结构建立数学模型函数，然后使用MATLAB的仿真计算功能对函数进行求解和分析。
例如，可以使用MATLAB的优化工具箱对光伏电池的最大功率点进行寻址和控制，提高系统的效率和稳定性。
MATLAB还可以方便地绘制各种图表和图形来可视化结果，帮助人们更好地理解光伏电池的性能和行为。
基于MATLAB的光伏电池通用数学模型可以有效地模拟光伏电池的性能和行为，为光伏电池的研究和发展提供了有力支持。
光伏电池作为一种清洁、可再生的能源转换设备，已日益受到人们的。
太阳能电池数学模型的仿真与研究
太阳能电池数学模型的仿真与研究摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，太阳能电池的应用也越来越广泛。
太阳能电池是一种通过光电转换效应直接把太阳光转化成电能的装置，现在得到了人们越来越多的关注和应用。
但是，由于太阳能电池的数学模型是非线性超越方程，人们求解不方便。
针对这一问题，本文提出了一种不需要迭代算法的太阳能电池数学模型的求解方法，并通过实际仿真实验对本文算法的有效性进行了验证。
结果表明，本文算法求解直接、有效，能满足工程求解的精度要求。
关键词：光伏电池；数学模型；输出特性；光照强度；温度引言太阳能电池的输出特性不仅与其内部参数有关，而且随外界温度和光照的改变而实时变化，因此建立通用的太阳能电池模型，研究光照强度和环境温度对太阳能电池输出特性的影响很有必要；此外，精确的光伏电池工程数学模型有利于对整个光伏发电系统进行优化设计，为微网的进一步研究提供一定的参考。
1电池样品的外观检查电池上表面颜色应均匀一致，无机械损伤，焊点无氧化斑。
电池上电极、电池底电极不应脱落。
减反射膜不应脱落或变色。
用游标卡尺及千分尺测量电池样品的外形尺寸及厚度。
环境实验和光老炼实验前后均需要进行外观检查，并做相应的记录。
2太阳能电池数学模型及求解由于太阳能电池具有半导体二极管特性，并且其输出电流I是方向相反的光生电流Iph和暗电流Id的叠加，因此其等效电路如图1所示（汪石农，陈其工，高文根，太阳电池最大功率点参数求解方法研究：太阳能学报，2018）。
等效电路对应的太阳能电池I-V特性表达式如式（1）所示：式中，V是太阳能电池的输出电压；Io是半导体二极管的反向饱和电流；q是电子电荷量；n是太阳能电池的理想因数；Ns是串联电池片个数；k是玻尔兹曼常数；T是太阳能电池温度；Rs是串行电阻，用来表征电极电阻及硅和电极表面之间的接触电阻；Rsh是并行电阻，用来表征PN结的漏电流。
图1太阳能电池的等效电路模型从式（1）可以看出，等式两边都含有I，并且等式右边含有较为复杂的指数函数，因此式（1）为典型的非线性超越方程。
光伏电池数学模型研究
光伏电池数学模型研究徐琛【摘要】The I-V curve of photovoltaic cell varies with the change of light intensity and environment temperature. In order to optimize the design of photovoltaic power generation system, the accurate mathematic model of photovoltaic cell must be established. Based on four technical parameters (short-circuit current Isc, open circuit voltage Voc, the maximum power point current Im and voltage Vm) obtained under standard test conditions by the photovoltaic battery manufacturers, the mathematic model of photovoltaic cell was established. Considering the influence of light intensity and temperature, the corresponding compensation coefficient was introduced. Finally, the correctness of the mathematical model was verified by Matlab/Simulink simulation.%光伏电池I-V特性曲线是随着光照强度及环境温度的变化而变化的。
为了进行光伏发电系统的优化设计，就必须建立准确的光伏电池数学模型。
光伏电池五参数模型的参数提取方法
光伏电池五参数模型的参数提取方法光伏电池五参数模型的参数提取方法一、介绍光伏电池作为一种可再生的能源，近年来得到了广泛的关注和应用。
光伏电池的性能参数对于系统设计和性能评估至关重要，其中五参数模型是描述光伏电池性能的常用模型之一。
在实际应用中，如何准确、高效地提取光伏电池五参数模型的参数成为了一个研究热点。
二、光伏电池五参数模型光伏电池五参数模型包括了光照条件下的短路电流（Isc）、开路电压（Voc）、最大功率点电流（Imp）、最大功率点电压（Vmp）以及填充因子（FF）。
这五个参数反映了光伏电池在不同工作条件下的性能，是评估光伏电池性能的重要指标。
三、参数提取方法1. 传统方法传统的参数提取方法主要依靠实验测量得到的电压-电流特性曲线进行，随后利用数学拟合等方法求取五个参数的值。
这种方法通过实验获得数据，再通过拟合等手段得到参数值，虽然准确性较高，但是需要大量实验数据和复杂的数据处理，且耗时耗力。
2. 快速方法近年来，随着人工智能和机器学习技术的发展，基于数据驱动的快速参数提取方法逐渐受到关注。
该方法通过利用大量已有的光伏电池数据，结合机器学习算法，实现对光伏电池参数的快速提取。
这种方法利用了大数据和人工智能的优势，能够快速高效地提取光伏电池的五参数模型，但是对于数据的要求较高，需要大量高质量的数据集。
3. 综合方法综合方法则是传统方法和快速方法的结合，即利用实验数据和机器学习算法相结合，实现对光伏电池参数的准确、高效提取。
这种方法能够综合利用实验数据的准确性和机器学习的高效性，是目前比较热门的研究方向之一。
四、个人观点在光伏电池五参数模型的参数提取方法中，我认为综合方法是目前比较可行的研究方向。
传统方法虽然准确性较高，但是耗时耗力；快速方法虽然高效，但是对数据要求较高。
综合方法能够充分利用两种方法的优势，实现光伏电池参数的准确、高效提取，是未来研究的重点方向之一。
五、总结光伏电池五参数模型的参数提取方法对于光伏电池性能评估和系统设计具有重要意义。
改进电导增量法控制光伏电池MPPT仿真研究
改进电导增量法控制光伏电池MPPT 仿真研究摘要：文章介绍了光伏（photovoltaic ，PV ）电池非线性数学模型和PV 电池的最大功率点跟踪（MPPT ，maximum pow⁃er point tracking ）原理，并分析了常用的最大功率跟踪算法的优缺点，从而提出了改进型电导增量法进行最大功率点跟踪，利用matlab/simulink 仿真平台搭建其仿真模型分析该方法跟踪效果。
结果表明：所提出的改进型电导增量法实用性强，能够快速的跟踪光伏电池输出的最大功率点，提高发电效率。
关键词：光伏电池；MPPT ；改进型电导增量法；Matlab 中图分类号：TP914文献标识码：A文章编号：2095-0438（2018）12-0148-03（河海大学文天学院安徽马鞍山243002）太阳能光伏电池因受到外界环境的影响如光照强度（S ）、温度（T ）、负载（L ）等，其输出的特性曲线呈现出非线性性质[1]。
当输出电压仅为某一特定电压时PV 电池下才会输出最大功率，即工作点在P-U 曲线的最高点，此点称为PV 电池最大功率点[2-3]。
为了有效利用PV电池提高光电转换效率，对其进行最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，简称MPPT ）就显得尤为重要。
一、光伏电池数学模型根据PV 电池工作原理可知，其基本特性与二极管特性相似[4-6]，等效电路如图1所示：图1光伏电池等效电路由图1可得PV电池数学表达式：（1）图中R s 为串联等效电阻；R sh 为并联等效电阻，与R sh 相比R s 阻值较小，所以可以忽略，最终得到PV电池输出电流数学表达式为：（2）输出功率数学表达式为：（3）吴静妹纪萍陶彬彬∗∗∗第38卷第12期绥化学院学报2018年12月Vol.38No.12Journal of Suihua UniversityDec .2018收稿日期：2018-07-22作者简介：吴静妹（1988-），女，安徽马鞍山人，河海大学文天学院讲师，硕士，研究方向：电力电子与电力传动。
光伏逆变器数学算法模型
光伏逆变器数学算法模型1.引言1.1 概述光伏逆变器是将光能转化为电能的关键设备，广泛应用于太阳能发电系统中。
其主要功能是将光伏电池板所产生的直流电转换为交流电，以满足家庭、工业和商业等领域对电能供应的需求。
光伏逆变器通过一系列复杂的电路和控制算法，实现了高效的电能转换和输出。
本文旨在探讨光伏逆变器数学算法模型的重要性以及其在光伏逆变器设计和优化中的应用。
通过建立逆变器的数学算法模型，可以更准确地描述光伏电池板的工作特性和电能转换过程，为逆变器的设计提供理论支持和指导。
同时，数学算法模型还可以帮助优化逆变器的工作效率、降低功率损耗，提高系统的稳定性和可靠性。
在本文的正文部分，我们将首先介绍光伏逆变器的基本原理，包括光伏电池板的工作原理和逆变器的工作原理。
然后我们将重点讨论光伏逆变器数学算法模型的重要性，详细介绍如何建立逆变器的数学模型以及其在光伏发电系统中的应用。
我们将从数学模型的建立步骤、模型参数的确定方法以及模型的验证和优化等方面进行探讨。
最后，我们将对本文进行总结，总结光伏逆变器数学算法模型的重要性和应用前景。
同时，我们还将展望未来的研究方向，包括进一步优化数学算法模型、探索新的数学算法模型以及应用于其他新型逆变器设计等方面的研究。
我们相信，通过深入研究光伏逆变器数学算法模型，可以为光伏发电系统的性能提升和应用推广做出贡献。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按如下结构进行论述光伏逆变器数学算法模型的重要性：1. 引言：首先对光伏逆变器数学算法模型的背景和意义进行简要介绍。
2. 光伏逆变器的基本原理：介绍光伏逆变器的工作原理和关键概念，包括光伏电池的原理、光伏系统的组成以及逆变器的功能和作用。
3. 数学算法模型的重要性：阐述光伏逆变器数学算法模型在实际应用中的重要性和必要性。
探讨数学算法模型在提高光伏逆变器的效率、稳定性和可靠性方面的作用，并举例说明其实际应用价值。
4. 现有研究综述：对当前光伏逆变器数学算法模型的研究现状进行综述，包括主流的数学算法模型、研究方法和相关研究成果，以及存在的问题和挑战。
光伏电池建模及其输出特性研究
摘 要 ： 据 光 伏 电 池 的 Ｉ Ｖ 数 学 函数 关 系式 ， Ｍａ ａ ／ ｉ ｌ ｋ环境 下 编 写 Ｍ 文 件 ． 立 光 伏 电池 的仿 真 模 根 － 在 ｔｂ Ｓｍｕ ｎ ｌ ｉ 建 型 ， 分 析 局 部 遮 挡现 象 。 并 从理 论上 推 导 局 部 遮 挡 环境 下 的光 伏 电池 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 和局 部 遮 挡 情 况 下 的 电流 、 率输 出特 性 曲线 。 仿 真 结 果 验 证 了光 伏 电池 的 输 出特 性 呈 非 功
直 接转 变为 电能 ． 其转 换 成 电能 的多 少受 光 照 强度
和 环 境 温度 的影 响 ， 此 。 立 通 用 的 太 阳 能 电池 因 建 模型 ． 研究 光 照 强度 和 环境 温度 对 太 阳能 电池 输 出
和仿真建 模［ ２ １ 理建模 是 以理想 等效 电路 为基 础 ， 。物 基 于光 伏 组 件半 导 体 “ 生 伏 打 ” 其 物 理 本 质 建 光 及 立的 ， 如果 采 用 精 确 的半 导 体 特 性 参数 建模 ， 模 该 型 的仿 真精 度很 高 ； 模 型 中涉及 光伏 半 导体 的光 但 生 电 流 、 向 暗 电 流 、Ｎ 结 系 数 、 带 宽 度 能 量 等 反 Ｐ 禁
引言
进入 ２ 世 纪 的人 类社 会 正 面 临着化 石 燃 料 短 １ 缺 和生态 环境 严重 污染 的局 面 。随着能 源消 耗 的加
光伏 电池数学模型
太 阳能 电池 是 一 种 通 过 光 生 伏 打 效 应 而 将 太
光伏电池建模及MPPT仿真研究
ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉ ｒ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｈ ａ ｉ ｅ ｃ ｅ ｌ ｌ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ， ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ —
ａ ｎ ｅ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ： Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｈａ ｉ ｃ ｃ ｅ ｌ ｌ ， ｅ ｓ ｔ ａ ｂｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｐ ｈｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｈａ ｉ ｃ ｃ ｅ ｌ ｌ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ， ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｉ ｔ ｕ ｎ ｄｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ
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。
关键 词 ： 光伏电池 ； 仿 真模 型 ； 输 出特性 ； ＭＰ Ｐ Ｔ； 粒子 群算 法 ； 电导增量法
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｍ６ １ ５ ． ２ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ２—１ ６ ６ ３ （ ２ ０ １ ４ ） Ｏ ｌ — ｏ ｏ ３ ０— ０ ５
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光伏电池数学模型研究
光伏电池的数学模型可分为静态模型和动态模型两种。
静态模型主要用于描述光伏电池的性能参数随着环境条件（如温度、光照强度）的变化而发生的变化，通常使用一些简单的数学公式进行描述。
动态模型则是在静态模型的基础上加上了时间因素的考虑，可以用于模拟光伏电池在不同光照和温度条件下的功率输出情况。
静态模型中最常用的公式是伏安特性曲线（I-V曲线）和光电转换效率曲线（P-V曲线）。
伏安特性曲线是指在一定光照强度和温度条件下，电池输出电流与电池端口的电压之间的关系。
一般情况下，这种曲线具有一个特定的峰值点，即最大功率点（MPP），此时电池的输出功率最大。
P-V曲线则是输出功率与电池端口的电压之间的关系，它可以用来评估光伏电池的效率。
动态模型则需要考虑到时间因素，通常采用电路模型来描述光伏电池的行为。
最常用的是单二极管动态模型和双二极管动态模型。
单二极管动态模型假设电池与一个二极管串联，该二极管代表了光照和温度对电池正向和反向电压的影响。
双二极管动态模型则是在单二极管模型的基础上增加了一个二极管，并假设该二极管承载了电池的反向饱和电流。
除了上述模型之外，还有许多其他的模型，如改进的单二极管模型、改进的双二极管模型、基于分数指数的模型等。
这些模型不仅可以用于研究光伏电池在不同环境条件下的性能，还可以用于设计和优化光伏电池的结构和参数。
总之，光伏电池数学模型的研究对于太阳能的开发和利用具有重要的意义。
未来，随着科技的不断发展和创新，相信光伏电池数学模型的研究将会得到更深入的探讨和应用。