PSIM9.0光伏电池板模型的使用

基于PSIM的光伏电池的仿真

基于PSIM的光伏电池的仿真
许兆凤
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2009(035)002
【摘要】指出光伏电池是光伏发电系统的主要元件,对其特性的研究有着重要的意义,介绍了利用PSIM软件建立光伏阵列的仿真模型,并对仿真效果进行了分析,得出该模型仿真精度高,能够准确地反映其物理特性,为光伏发电系统的仿真分析提供了依据.
【总页数】2页(P185,288)
【作者】许兆凤
【作者单位】山西大学工程学院电力系,山西太原,030013
【正文语种】中文
【中图分类】TU852
【相关文献】
1.基于PSIM的光伏发电最大功率跟踪技术仿真 [J], 顾冬冬;金楠;崔光照
2.基于PSIM的大型光伏系统的电弧仿真分析 [J], 李昱婧;李智华;吴春华
3.基于PSIM软件的光伏电池特性的仿真建模研究 [J], 任碧莹;钟彦儒;孙向东;同向前
4.基于PSIM的独立光伏发电系统仿真与实验教学设计 [J], 刘洋;杜玉晓;蔡梦婷;唐雄民
5.基于PSIM的"光伏发电"仿真教学研究 [J], 熊远生;傅文珍
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光伏阵列单串组件故障检测方法及 PSIM 仿真

光伏阵列单串组件故障检测方法及 PSIM 仿真卢亮;陈启卷;何昌炎;周元贵【摘要】光伏阵列在运行过程中出现开路或短路故障都会严重影响阵列的输出功率。

通过实验搭建2×2光伏阵列来研究单串组件发生开路、短路故障时的输出特性。

根据光伏阵列出现开、短路故障的I－U特性，提出了一种基于电流－电压的故障检测新方法。

并应用PSIM软件进行故障仿真，将PSIM的仿真数据导入MATLAB中进行分析。

仿真结果验证了方法的正确性，根据该检测方法，可准确分析出故障位置。

%During the operation of photovoltaic ( PV) arrays, the open-circuit or short-circuit faults will seriously affect the output power.Thus, the output characteristics of single string PV modules under the open-circuit or short-circuit fault conditions are studied with experimental t ests on a 2 ×2 PV array.A novel fault detection method based on the voltage and current data is proposed.Numerical simulation of the fault detection method is also carried out with the PSIMsoftware.Simulation data from PSIM is then analyzed in MATLAB.Results show that the proposed method is effective and able to locate the fault accurately.【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】4页(P72-75)【关键词】光伏阵列;故障检测;输出特性;仿真【作者】卢亮;陈启卷;何昌炎;周元贵【作者单位】武汉大学动力与机械学院，湖北武汉 430072;武汉大学动力与机械学院，湖北武汉 430072;武汉大学动力与机械学院，湖北武汉 430072;武汉大学动力与机械学院，湖北武汉 430072【正文语种】中文【中图分类】TM615.+2太阳能作为一种可持续利用的清洁能源，有着巨大的开发应用潜力。

光伏电池建模以及MPPT仿真分析

光伏电池建模以及MPPT仿真分析刁明君【摘要】为更好地利用光伏电池,通过对光伏电池数学模型的分析,基于Matlab/Simulink仿真环境,用实际参数进行校验,建立了更加贴近实际的光伏电池仿真模型.为验证光伏电池模型的真实性,对不同光照强度、环境温度下的光伏电池输出特性进行了分析,提出了一种改进的扰动观察法来实现光伏电池的最大功率点跟踪,通过Simulink中的function模块来建模仿真,验证了模型建立的合理有效性.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2018(035)007【总页数】3页(P30-32)【关键词】光伏电池;模型MPPT;扰动观察法【作者】刁明君【作者单位】青岛大学自动化与电气工程学院,山东青岛266071【正文语种】中文0 引言一次能源的使用越来越多，但是总量却是有限的，与此同时造成的环境污染问题也很严重，所以二次能源的开发与利用亟待快速发展。

光伏发电是一种清洁、安全、可靠的发电模式，是一个热门研究方向。

光伏发电的最大功率点跟踪是必须解决的问题，其中扰动观察法是实现MPPT的重要方法之一。

1 光伏电池的数学模型及输出特性1.1 光伏电池的数学模型太阳能电池表面由两种不同的材料组成，一种是P型区，空穴多，另一种是N型区，自由电子多。

当阳光照到电池板时，在两者的接触面就会形成一种特殊的薄膜，在太阳能提供能量下，会导致各个区域多子的漂移，来减少两个区域少子的浓度差。

这个过程持续下去，就能在两个区域之间产生一定的电动势，此时将两个区域如果短接的话，就能形成电流。

如图1所示，由基尔霍夫定律KCL、KVL可以得到光伏电池的输出电流I：图1 光伏电池等效电路模型设光伏电池在标准测试条件下（S＝1 000 W／m2，T＝25℃）的开路电压为Uoc，短路电流为Isc，最大功率点电压为Um，最大功率点电流为Im，结合工程实际，光伏电池的输出特性方程可表示为［1］：其中：采用的光伏电池是单晶硅类型时，工程上a、b、c的典型取值分别为0.0025℃－1、0.5 m2／W、0.00288℃－1。

基于MATLAB与PSIM软件光伏故障联合仿真平台设计

姜萍等:基于MATLAB与PSIM软件光伏故障联合仿真平台设计120《激光杂志》2021年第42卷第2期LASER JOURNAL(Vol.42,No.2,2021)•光通信与网络•基于MATLAB与PSIM软件光伏故障联合仿真平台设计姜萍,代金超河北大学电子信息工程学院，河北保定071002摘要：太阳能光伏阵列的故障分析是提高其效率、安全可靠性和适用性的一项重要工作。

为进一步提高故障光伏系统的建模准确性，简化操作步骤，提出了一种新型联合仿真模型的方法。

以辐照度和温度作为外界环境参数输入，结合MATLAB和PSIM软件各自的优势，实现模型的参数辨识，实时数据交互通讯。

通过输入仿真故障类型M值来实现随机阴影等参数的相应改变，得到每种异常工作状态下对应的电压、电流等数据特征值。

最后经过结果对比，仿真精度能始终控制在5%以内，实验结果证实了所搭建模型的准确性及有效性。

关键词：光伏阵列；故障分析；联合仿真；参数辨识；数据交互中图分类号:TN315文献标识码：A doi：10.14016/ki.jgzz.2021.02.120Design of photovoltaic fault joint simulation platform based onMATLAB and PSIMJIANG Ping,DAI JinchaoSchool of Electronic Information Engineering,Hebei University,Baoding071002,ChinaAbstract:Fault analysis of solar photovoltaic array is an important work to improve its efficiency,safety,reliability and applicability.To improve the modelling accuracy of the fault photovoltaic system and simplify the operation steps,a new joint simulation model method is proposed.Taking irradiance and temperature as the input of external environment parameters,combined with MATLAB and PSIM software z s advantages,the model parameter identification and real-time data communication were realised.By inputting m value of simulation fault type to realise the corresponding change of parameters such as random shadow,the corresponding data eigenvalues of voltage and current under each abnomial working state are obtained.Finally,by comparing the results,the simulation accuracy can always be controlled within5%.The experimental results confirm the accuracy and effectiveness of the model.Key words:photovoltaic array；fault analysis；joint simulation；parameter identification；data interaction1引言近几年来，世界各国逐渐意识到能源危机对本国的影响日益增大,而太阳能作为最有代表性的新型能源,凭借其可再生、高效、无污染的特点，很早进入了人们的视野并引起了广泛关注，而其中的太阳能用于发电最为常见。

光伏电池实用仿真模型及光伏发电系统仿真

光伏电池实用仿真模型及光伏发电系统仿真
目录
01 一、光伏电池实用仿真模型的基本原理和设计流程
二、不同类型光伏电
02 池组件的性能和优缺点
03
三、仿真软件的应用和发展趋势
04 四、总结
05 参考内容
随着人们对可再生能源的重视和光伏技术的不断发展，光伏电池实用仿真模型及光伏发电系统仿真的研究变得越来越重要。本次演示将探讨光伏电池实用仿真模型的基本原理和设计流程，并对比分析不同类型光伏电池组件的性能和优缺点，最后展望未来光伏电池技术的发展前景。
三、仿真软件的应用和发展趋势
仿真软件在光伏电池实用仿真模型中发挥着重要作用，通过仿真软件可以对光伏电池组件的性能进行模拟和分析，进而为整个光伏发电系统的设计和优化提供有力支持。目前，市面上有很多成熟的仿真软件可供选择，例如MATLAB、 Simulink、TracePro等。这些软件都具有一定的优点和局限性，需要根据具体需求进行选择。
仿真模型
在MatlabSimulink中，可以建立光伏电池的仿真模型以进一步研究其性能。模型包括电路连接、模拟光照条件、设置定时事件等。通过调整模型中的参数，可以仿真分析光伏电池在不同条件下的输出电压和电流。
实验结果与分析
通过实验验证了仿真模型的正确性和可行性。实验结果表明，光伏电池的输出性能受到光照强度、温度等参数的影响较大。在相同条件下，短路电流密度 Jsc随着光照强度的增加而增加，开路电压Voc随着温度的升高而降低。这些结果与仿真结果相一致，进一步验证了仿真模型的可靠性。
参考内容
随着可再生能源的日益重视和广泛应用，太阳能光伏发电技术在电力系统中的地位也日益重要。其中，太阳能光伏发电并网系统的建模和仿真对于优化系统性能，确保稳定运行具有关键的作用。

基于PSIM的光伏阵列仿真模型的研究

目录摘要 01 介绍 (2)2 光伏电池的理想电路模型 (3)3 光伏阵列的数学模型 (3)4 光伏阵列仿真模型 (4)5 光伏阵列模型仿真结果 (6)6 结论 (10)参考文献 (11)摘要根据光伏电池相关的理论和数学模型，利用PSIM建立一种简单并且准确的光伏阵列模型。

同时，在此模型的基础上建立具有MPPT功能的直流变换器仿真模型。

比较不同环境下的输出曲线的仿真结果以及实验数据。

仿真结果和实验数据吻合，证明了此模型的适用性和准确性。

关键词: 光伏电池；仿真；PSIM；最大功率点跟踪1 介绍太阳能由于具有取之不尽、用之不竭、分布广泛、容易获取和环保清洁等众多优点，已经变得越来越重要，但它亦有一些固有的缺陷：能量分散性大、密度低，光照强度因季节、昼夜的变化具有间歇性，而且受气候、地理环境的影响很大。

因此，为了从光伏阵列中获得最大的能量输出，要求光伏阵列在任意时刻都工作在其最大功率点（MPP）附近。

如何使光伏阵列的负载与其最大功率点相匹配一直是光伏发电领域的研究热点，而计算机仿真则是研究这一内容的有效手段。

光伏电池是光伏发电系统中的关键部件，其I V 特性是太阳辐射强度、环境温度和光伏模块参数的非线性函数。

要实现光伏发电系统的动态仿真，首先一步是如何对光伏阵列IV 特性能进行仿真模拟。

通常有两种仿真建模方法[1]基于光伏阵列物理机制和外特性的建模方法。

两种方法各有千秋，但是基于物理机制的模型由于不利于电路仿真用户解读，尤其在目前光伏阵列产品更新快的时代背景下其模型参数往往与光伏产品的常规参数对应关系不明确而影响仿真精度。

基于外特性的模型则由于其对电路仿真用户的友好接口而具有较高的试用价值。

在光伏发电系统里，如飞行器和卫星的电源系统，光伏阵列所发的电能的质量和性能很差，很难直接供给负载试用，需要使用电力电子器件构成的变换器将该电能进行适当的控制和变换。

DCDC 变换器是通过控制电压的方法将不控的直流输入变为可控的直流输出的一种变换电路。

基于PSIM的光伏电池的仿真

目的是更新和还原路表面已氧化的沥青 ,使其重新发挥原来的作用。雾状封层施工后需要较长的时间才能开放交通 ,必须严格掌握单位面积的喷洒量。喷洒量过多会在路表面形成一层薄膜而使路面丧失摩擦阻力 , 必要时需用铺砂的方法来改善其抗滑阻力。由于上述原因 , 雾状封层通常主要用于低交通流量、低速的道路和停车场上 ,在高速公路上应该慎重使用。
3. 5 灌缝和封缝
目前使用乳化沥青进行灌缝和封缝在国内应用的还不是很广泛 ,国内主要是用乳化沥青来处理较宽的、潮湿环境下的裂缝 , 而直接用来灌注较小的裂缝使用较少。国外使用乳化沥青灌注已经稳定了的裂缝 , 由于乳化沥青具有很好的流淌性 , 因此乳化沥青可以很好的填补裂缝 ,并能起到封水的作用。这一点有待于进一步研究并大力推广 ,以预防公路沥青路面的水损坏现象。
( 6) 可以得到光伏阵列的理想输出特性 [ 3 ,4 ] 。
1 光伏阵列物理机制的数学表达
单个光伏电池的输出特性如下所示 :
J = J ph - J 0 ( e k T - 1)
qU
( 1)
2 基于物理机制的光伏阵列的仿真模型
根据光伏阵列的理想输出特性就可以在 PSIM 软件中建立该模型 ,最直接的方式就是采用 PSIM 已有的器件模块直接搭建 ,则基于物理机制的光伏阵列模型电路如图 3 所示。
I all = N p I cell Pall = N s N p Pcell
( 2)
其中 , U cell , Icell , Pcell 分别为单个光伏电池的输出电压、电流及功率 ; N s , N p 分别为光伏阵列中串联和并联电池个数 ; U all , I all , Pall分别为整个光伏阵列的输出电压、电流及功率。则整个光伏阵列的电路模型如图 2 所示。为了达到工程要求的精度 ,光伏阵列输出电流的计算需要增加参数 A , Rs , Rsh ,从而有 :

光伏并网逆变器防逆流功能的PSIM仿真研究

光伏并网逆变器防逆流功能的PSIM仿真研究【摘要】提出了一种集成在光伏并网逆变器内部的防逆流方案，并进行了PSIM建模仿真，仿真结果验证了该方案的有效性。

【关键词】光伏并网逆变器；防逆流；PSIM仿真引言[1-2]在光伏发电并网系统设计中，为保护市电网不受任何影响和冲击，需要防止光伏系统电力不馈入市电网，称为防逆流。

所谓逆流，是指当光伏系统产生剩余电力时将该电能送入市电网。

本文提出了一种集成在光伏并网逆变器内部的防逆流方案，并通过PSIM建模仿真验证了所提方案的有效性。

1.光伏并网发电系统防逆流点的选择[3]1.1防逆流系统的通常工作方式1）防逆流的监测方式正向功率监测：正向功率小于设定值时触发防逆流动作正向电流监测：正向电流小于设定值时触发防逆流动作逆向功率监测：逆向功率大于设定值时触发防逆流动作2）防逆流的动作方式切断并网点：直接切断光伏系统与电网的连接来避免逆流停止逆变器工作：通过逆变器控制回路停止其工作来避免逆流降低逆变器功率：通过逆变器控制回路降低其功率来避免逆流1.2防逆流监测点通常设置的位置防逆流监测点的位置选择依据为：1）光伏并网发电系统并网点的上级回路2）监测点下端负载容量尽量大（如主变压器低压侧）3）监测点与光伏系统距离在可靠通信距离以内2.光伏并网逆变器防逆流方案[4]本文以500kW光伏并网逆变器为例，对防逆流方案进行介绍。

防逆流方案集成在光伏并网逆变器内部，监测方式采用逆向功率监测，动作方式采用降低逆变器功率。

图1所示为500kW光伏并网逆变器防逆流电气控制框图。

检测交流电网供电回路三相电压、电流，三相电压、电流各对应相分别作乘后相加，其和经剪切频率为50Hz的低通滤波器滤波得到功率直流量，该功率直流量与给定逆向功率设定阀值Panti_ref作差，其差值经比例系数k后送给电压外环。

如果电网供电回路逆功率大于Panti_ref，防逆流控制立即降低光伏并网逆变器的输出功率。

基于PSCAD软件的光伏电池工程仿真模型研究

基于PSCAD软件的光伏电池工程仿真模型研究杨宝峰;张忠;李勇;李飞【摘要】为满足在不同光照和温度条件下光伏电池的特性要求,依据光伏电池的4参数数学模型,对电池的参数进行了修正.在此基础上,在PSCAD软件中建立了封装成固有模块的光伏电池工程用仿真模型.该模型利用光伏电池在标准测试条件下得出的4个参数,考虑光照和温度的变化,模拟出光伏电池在实际工况下的输出特性.在工程仿真模型的基础上,进一步建立了光伏电池在阴影遮挡下的仿真模型,并以不同程度遮挡方式进行了带负荷仿真验证.结果表明,有无阴影遮挡的仿真模型都能够很好地模拟光伏电池的输出特性.该模型具有较好的实用性和简便性,能满足工程仿真与分析的需求.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2019(037)004【总页数】5页(P12-16)【关键词】光伏电池;4参数数学模型;PSCAD软件;仿真模型;输出特性【作者】杨宝峰;张忠;李勇;李飞【作者单位】内蒙古电力科学研究院,呼和浩特 010020;内蒙古工业大学电力学院,呼和浩特 010080;内蒙古电力科学研究院,呼和浩特 010020;内蒙古工业大学电力学院,呼和浩特 010080【正文语种】中文【中图分类】TM615+.20 引言太阳能作为一种绿色能源，具有清洁、无污染等特点，在新能源领域占非常重要的地位，光伏发电技术也被人们广泛关注[1]。

在光伏发电系统中，光伏电池是主要的发电设备，也是其领域里的研究重点。

但光伏电池结构精密、造价较高，在实际研究和工程应用上有很多限制。

仿真分析是光伏电池研究的重要手段，现有的光伏电池仿真模型种类繁多，但工程用仿真模型较少，且存在移植困难的问题。

而且，由于建模者编程设计的不同，参数设置困难，导致建立的模型工程实用性较差。

文献[2-3]虽然提出了光伏电池工程模型，但参数设置较多，未给出设定方法，简便性、实用性较低；文献[4]利用模型仿真认为光强改变对电池开路电压没有影响，但模型不够完善。

PSIM入门实例

对于编程来讲,首先在c文件里面包含如下语句:
#include <stdio、h>
#include <math、h>
__declspec(dllexport) void simuser (double t, double delt, double *in, double *out)
{
}
那么在括号内就可以根据自己的需要编写程序了,t就是指时间,delt就是仿真步长,这两个都在您的仿真电路的时钟控制里面设置,编程不用管。in与out分别对应输入输出,用的时候直接用用数组形式赋值,比如a=in[0],out[0]=b;就行了,DLL模块有小圆圈的一头从上往下依次就是in[0],[1],[2]……out[0],[1],[2]……
{
if (dv>0)
{
err=-0、1;
}
else
{
err=0、1;
}
}
}
我用的就是最简单的PO法,然后设每次Vref=Vin+0、1或者-0、1,所以上面err就就是一次计算完了之后的误差值,送入下面的增量型PI控制
dVout=20*(err-errf)+err;
if (fabs(dVout)>4、1)
那么基于以上,我把我用的电池板参数填上去,用物理模块测试,同时光强由400-1000每200变化一次做了一下仿真,以下就就是测试电路与测试波形。
输出波形
以上就就是我刚对PSIM9、0里面的光伏板做的学习,当然只就是很简单的学习并且用了一下,各位大侠们瞧了之后不要鄙视哈……如果有有错的或者理解不对的地方还请各位大侠帮忙指正！后续继续做MPPT实验与逆变器的实验、终于把MPPT调成功了,还就是C语言编程能力不足啊,找了几天才找出问题,不过现在也不就是很确定就是完全正确还就是碰巧波形能够跟需要结果相似。在这里呢就还就是先介绍一下,然后劳请各位大侠们指正。首先随便搭了一个Boost电路的测试模型,用的就是前面介绍过的PSIM9、0自带的光伏板模型

基于PSIM的光伏阵列仿真模型的研究

目录摘要 01介绍 (2)2光伏电池的理想电路模型 (3)3光伏阵列的数学模型 (3)4光伏阵列仿真模型 (4)5光伏阵列模型仿真结果 (6)6结论 (10)参考文献 (11)摘要根据光伏电池相关的理论和数学模型，利用PSIM建立一种简单并且准确的光伏阵列模型。

同时，在此模型的基础上建立具有MPPT功能的直流变换器仿真模型。

比较不同环境下的输出曲线的仿真结果以及实验数据。

仿真结果和实验数据吻合，证明了此模型的适用性和准确性。

关键词:光伏电池；仿真；PSIM；最大功率点跟踪1介绍太阳能由于具有取之不尽、用之不竭、分布广泛、容易获取和环保清洁等众多优点，已经变得越来越重要，但它亦有一些固有的缺陷：能量分散性大、密度低，光照强度因季节、昼夜的变化具有间歇性，而且受气候、地理环境的影响很大。

因此，为了从光伏阵列中获得最大的能量输出，要求光伏阵列在任意时刻都工作在其最大功率点（MPP）附近。

如何使光伏阵列的负载与其最大功率点相匹配一直是光伏发电领域的研究热点，而计算机仿真则是研究这一内容的有效手段。

光伏电池是光伏发电系统中的关键部件，其I V特性是太阳辐射强度、环境温度和光伏模块参数的非线性函数。

要实现光伏发电系统的动态仿真，首先一步是如何对光伏阵列IV特性能进行仿真模拟。

通常有两种仿真建模方法[1]基于光伏阵列物理机制和外特性的建模方法。

两种方法各有千秋，但是基于物理机制的模型由于不利于电路仿真用户解读，尤其在目前光伏阵列产品更新快的时代背景下其模型参数往往与光伏产品的常规参数对应关系不明确而影响仿真精度。

基于外特性的模型则由于其对电路仿真用户的友好接口而具有较高的试用价值。

在光伏发电系统里，如飞行器和卫星的电源系统，光伏阵列所发的电能的质量和性能很差，很难直接供给负载试用，需要使用电力电子器件构成的变换器将该电能进行适当的控制和变换。

DCDC变换器是通过控制电压的方法将不控的直流输入变为可控的直流输出的一种变换电路。

PSIM使用说明(优选.)

PSIM 6.0用户指南Powersim Inc.目录1基本信息71.1介绍71.2电路结构71.3软硬件需要81.4安装程序81.5仿真电路91.6元器件参数说明书和格式92电力电路的组成112.1电阻器－电感器－电容器支路112.1.1电阻器，电感器，和电容器112.1.2可变电阻器112.1.3饱和电感122.1.4非线性元件132.2开关142.2.1二极管，双向二极管和齐纳二极管152.2.2晶闸管和三端双向可控硅开关元件162.2.3GTO，晶体管，双向开关172.2.4线性开关182.2.5开关驱动模块192.2.6单相开关模块212.2.7三相开关模块222.3耦合电感242.4变压器252.4.1理想变压器252.4.2单相变压器252.4.3三相变压器272.5其他器件282.5.1运算放大器282.5.2dv/dt模块292.6 电动机驱动模块 292.6.1 电机 292.6.1.1 直流电机 292.6.1.2 感应电动机 322.6.1.3饱和感应电机352.6.1.4无刷直流电机362.6.1.5外激发的同步电机402.6.1.6永磁同步电机422.6.1.7开关磁阻电机4422.6.2机械负载462.6.2.1恒定转矩负载462.6.2.2恒定功率负载472.6.2.3恒定转速的负载482.6.2.4普通负载482.6.3传动箱492.6.4机电接口模块492.6.5速度/转矩传感器513控制电路部分533.1传递函数模块533.1.1比例控制器543.1.2积分器543.1.3微分器553.1.4比例积分控制器563.1.5内置式滤波器模块563.2计算函数模块573.2.1加法器573.2.2乘法器和除法器583.2.3开方器593.2.4指数/幂级数/对数模块593.2.5均方根模块593.2.6绝对值模块和符号模块603.2.7三角函数模块603.2.8快速傅立叶变换模块613.3其他功能模块623.3.1比较器623.3.2限幅器623.3.3斜率（dv/dt）限制器623.3.4查表器633.3.5梯形波模块和方波模块643.3.6取样/保持模块653.3.7缩减模块663.3.8延时模块663.3.9多路选择器673.3.10总谐波失真模块(THD) 683.4逻辑元器件693.4.1逻辑门693.4.2 RS触发器703.4.3 JK触发器713.4.4D触发器713.4.5单稳态多频振荡器713.4.6脉冲宽度计算器7233.4.7 A/D和D/A转换器723.5数字控制模块733.5.1零阶保持模块733.5.2z域转换函数模块743.5.2.1积分器753.5.2.2微分器763.5.2.3数字滤波器773.5.3单位时间延时器793.5.4量化元件803.5.5循环缓冲器813.5.6叉乘模块823.5.7存储读取元件823.5.8数组833.5.9堆栈器833.5.10多速取样系统843.6 SimCoupler模块843.6.1 PSIM和Simulink的配置853.6.2在Simulink中选择解决类型和仿真步长874其它部件904.1参数目录904.2电源904.2.1时间904.2.2直流源914.2.3正弦电源914.2.4方波电源924.2.5三角波电源934.2.6阶跃电源944.2.7分段线性电源954.2.8随机电源964.2.9数学功能电源964.2.10电压/电流控制源974.2.11非线性电压控制源984.3电压/电流传感器994.4探头和仪表994.5开关控制器1014.5.1通断控制器1014.5.2α控制器1024.5.3 PWM查表控制器1034.6功能块1054.6.1控制电路－功率电路界面模块1054.6.2 ABC-DQO转换功能块1064.6.3数学功能块10744.6.4外置DLL功能块1085分析说明书1115.1瞬时分析1115.2交流分析1115.3参数扫描器1146电路原理图的设计1166.1创建一个电路1176.2编辑电路1176.3子电路1186.3.1创建子电路—在主电路中1196.3.2创建子电路—在子电路中1196.3.3连接子电路—在主电路中1206.3.4子电路的其他特性1206.3.4.1从主电路到子电路的变量1216.3.4.2定制子电路图形1216.3.4.3 PSIM中元件库中所包含的子电路1236.4其他功能1236.4.1运行仿真1236.4.2产生和查看Netlist文件1236.4.3定义运行时间展示1236.4.4设置1246.4.5打印电路原理图1246.5编辑PSIM数据库1247波形处理1257.1文件目录1257.2编辑目录1267.3轴目录1267.4屏幕目录1277.5视图目录1287.6选择目录1297.7标签目录1307.8输出数据1308错误/警告信息和其它仿真问题1318.1仿真问题1318.1.1时间步长的选择1318.1.2逻辑电路的传播延迟13158.1.3功率电路和控制回路的界面1318.1.4 FFT分析132 8.2错误/警告信息132 8.3调试13361基本信息1.1介绍PSIM是专门为电力电子和电动机控制设计的一款仿真软件。

基于PSIM和Simulink的光伏发电系统协同仿真

第26卷第10期2009年10月机电工程Mechanical &Electrical Engineering MagazineVol .26No .10Oct .2009收稿日期:2009-04-30基金项目:浙江省教育厅科研资助项目(20071035)作者简介:王章权(1969-),男,浙江诸暨人,副教授,主要从事电力电子及光伏发电技术方面的研究.E 2mail:hh75816.sina .com基于PS IM 和S i m uli n k 的光伏发电系统协同仿真3王章权,陈友荣(浙江树人大学信息科技学院,浙江杭州310015)摘　要:为了实现光伏发电系统的协同仿真分析,在PSI M 仿真软件中建立了光伏阵列和功率变换器的仿真模型,在Matlab /Si m ulink 中建立了基于扰动观察法的最大功率点跟踪(MPPT )控制策略仿真模型,然后利用PSI M 软件所提供的Si m ulink 仿真接口,实现了基于PSI M 和Matlab /Si m ulink 的光伏发电系统协同仿真实验分析。

仿真结果表明,利用PSI M 和Matlab /Si m ulink 进行协同仿真,可以较好地完成复杂电子系统的辅助设计仿真分析。

关键词:光伏阵列;最大功率点跟踪;仿真模型;PSI M ;Matlab /Si m ulink;协同仿真中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1001-4551(2009)10-0058-04Co 2sim ul a ti on of photovolt a i c power syste m ba sed on PS IM and S im uli n k softwareWANG Zhang 2quan,CHE N You 2r ong(Institute of Infor m ation Science,Zhejiang Shuren U niversity,Hangzhou 310015,China )Abstract:T o realizing the co 2si m ulati on of phot ovoltaic power syste m,the si m ulati on model of phot ovoltaic array and power con 2verter were established in the PSI M ,and the si m ulati on model of maxi m u m power point tracking (MPPT )contr ol strategy based on disturbance observati on method was built in M atlab /Si m ulink .Then thr ough the Si m ulink interface f or PSI M ,the co 2si m ula 2ti on analysis of the phot ovoltaic power syste m based on PSI M and Matlab /Si m ulink was realized .The si m ulati on results show that co 2si m ulati on with PSI M and Matlab /Si m ulink can well comp lete the assisted si m ulati on analysis of comp lex electr onic syste m s .Key words:phot ovoltaic array;maxi m u m power point tracking (MPPT );si m ulati on model;PSI M ;Matlab /Si m ulink;co 2si m u 2lati on0　引　言太阳能光伏发电因其清洁环保、资源丰富等诸多优点而成为当今可再生能源研究和应用的热点之一。

基于Matlab的光伏电池板的建模与仿真

基于Matlab的光伏电池板的建模与仿真【摘要】对光伏电池板的工作原理进行简要分析并给出了其等效电路，建立了光伏池板的数学模型，在matlab/simulink仿真环境下搭建新的光伏池板的仿真模型。

基于该新仿真模型模拟了不同太阳光照强度、不同环境温度下的电流—电压（I-V）、功率—电压（P-V）特性曲线。

仿真结果与理论上的I-V、P-V曲线完全吻合，证明了新仿真模型的合理性与实用性。

对于光伏电池板在现实中的应用具有重要实际意义并对利用恒压法实现光伏电池板的最大功率点跟踪提供理论依据。

【关键词】光伏;电池板;数学模型;仿真随着人类社会的发展与进步，全球对能源的需求量越来越大，然而石油、煤炭等能源都是非可再生的，并且大量的化石燃料的使用给人类的生存环境造成的巨大的损耗，如全球变暖、环境污染。

因此寻求新的清洁能源以代替上述非可再生能源迫在眉睫，近年来，太阳能作为取之不尽，用之不竭且清洁无污染的能源得到了广泛关注与显现了很好的发展前景[1]。

光伏电池板是光伏并网系统中关键部件，但是光伏电池板造价昂贵，对太阳光照强度、环境温度、气候条件等外界条件依赖性较强，而光伏池板的I-V、P-V曲线是随着光照强度、环境温度变化并且此变化时非线性的，所以建立光伏池板的数学模型并在Matlab/simulink 仿真环境下搭建仿真模型，模拟电池板I-V、P-V曲线有重要的实际意义，对于光伏电池板的最大功率点跟踪提供理论依据。

1.光伏电池板的工作原理与等效电路光伏电池板是利用半导体材料的光伏效应的原理制造的，光伏效应就是半导体在接受光照后，激发出电子空穴对分离从而产生电动势的一种现象。

光伏池板是将太阳辐射能转换为电能的器件，当光照射在P-N结时，半导体吸收光能后其内部的原子获得光能后产生电子空穴对，并发生漂移运动而分离，电子进入N 区，空穴进入P区，从而在P-N结附近形成电场，N区因电子带负点，P区因空穴带正电。

由光伏池板的工作原理我们可以得出，光伏电池板实际上是一块面积比较的二极管。

基于PSIM的光伏矩阵MPPT通用模型的设计与应用

太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。

在实际情况中，太阳光辐射强度并不稳定，光伏电池特性容易受环境温度等因素影响，仅仅依靠准稳态理论建立的模型不能反映当太阳能辐射强度、环境温度变化时，光伏电站瞬态变化以及这种变化对电网的影响[1]。

这就需要建立光伏电站的动态仿真模型。

光伏阵列是分布式光伏并网电站系统的关键部件，其I-V 特性是太阳辐射强度环境温度和光伏模块参数的非线性函数。

实现光伏发电系统的动态仿真，就要对作为输入电源的光伏阵列特性进行仿真建模。

光伏发电系统仿真软件主要有MATLAB和PSIM。

MATLAB提供多种仿真工具箱，能够清楚了解电路的数学模型并对系统进行各种动态分析，但它无法直接与硬件连接，并且仿真速度和效果受到算法的制约，使用有一定的限制。

PSIM软件是近年来推出的一种功能强大、专门针对电力电子和自动控制建模、仿真的专业软件，能够提供友好的用户界面，包含丰富的控制元件库和强大的数学运算模型，可以将其他仿真软件，如MATLAB 软件中的元件转化成通用数学模型。

与MATLAB软件相比较，仿真算法采用梯形公式积分演算的节点解析法，极大地提高了仿真速度，而且仿真结果的分析处理方式灵活[2]；系统模型的功率回路与控制回路分开设计，不会产生像MATLAB软件仿真中的代数环问题。

因此，利用PSIM进行电力电子控制系统建模、分析与开发研究已经受到日益广泛的关注[3-5]。

在比较上述两种仿真软件建模方法的基础上,本文选用PSIM仿真软件来建立光伏阵列数学模型，考虑实际系统带有的最大功率跟踪MPPT功能，采用基于光伏矩阵物理模型建立相应通用仿真模型，以描述光伏电池特性并模拟外界环境变化。

1光伏矩阵数学模型光伏电池I-V特性与太阳辐射强度S和光伏电池温度T有极大关系，即I=f（U，S，T）。

采用单结晶硅为材料的光伏电池电路原理如图1所示[6]。

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真

收稿日期：２０１０－０９－２７．）基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０７６７００３．
ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳｏｌ．３２Ｎｏ．２Ｖ
Ａｒ．２０１１ｐ
（）
Ｕ＋ＲｓＩＩｒ＝Ｒｓｈ式中，ＩＩＩ为负载电流，ｈ为光生电流，ｓｃ为短路电流，ｐＵ为端口电压，Ｅｇ为禁带宽度，Ｓ为光照强度，ｋ为玻尔兹曼常数，Ｔ为电池温度，Ｔｒｑ为ｅｆ为参考温度，
电子电量，Ｒｓ为串联电阻，ＲｓＣＴ为温ｈ为并联电阻，度系数，Ａ为ｐＩｎ结理想因子，ｄｏ为Ｔｒｅｆ下电池的饱和电流。
３光伏模块ＰＳＩＭ模型的仿真分析
本文采用ＭＳ模型所需的电Ｘ６０的光伏模块，－池结构参数如表１所示。
表１光伏电池模型参数表
Ｒｓ
Ｒｓｈ
／ＥｇｅＶ
ＣＴ
Ａ
０．００８０００１
１．１２００２４２０．１．
摘要：光伏模块依靠光伏逆变器将产生的直流电转变为交流电用于负载供电。根据光伏电池物理机制的数学模型，采用ＰＳＩＭ软件中已有的器件搭建了光伏模块仿真模型。利用该仿真模型，通过Ｐ环境温度下的ＩＳＩＭ软件模拟实际光伏模块在不同太阳光照强度、Ｖ和Ｐ－Ｖ特性。－通过仿真分析串联电阻和并联电阻变化对模块输出特性的影响，更加深入地了解光伏模块的电气特性。模型为光伏逆变器设计时的动态仿真研究提供了一个准确的仿真电源。关键词：ＰＳＩＭ；电气特性光伏模块；数学模型；（）中图分类号：ＴＭ９１４．４文献标识码：Ａ文章编号：１００１－５８６８２０１１０２－０１８３－０４

PSIM9.0光伏电池板模型的使用

PSIM9.0学习笔记1——光伏电池板模型的使用今天看了看PSIM9.0里面的光伏板模型，顺带测试了一下，感觉非常简单实用，以后要做光伏这方面研究的童鞋就不用纠结怎么建光伏电池板的模型了，直接拿来用就可以了。

1.光伏板模型就在PSIM9.0的elements-power-renewable energy里面，有两种，一种是物理模型的，一种是功能模块的，物理模型更接近于真实的板子，有两个输入，分别对应照度和温度，正负输出端，还有一个可以观测最大功率的接口，如下图所示功能模块顾名思义就是只用来实现光伏板电池功能的模块了，只有正负端输出，只需要给定他的开路电压，短路电流，最大功率点电压和电流即可，那么在不要看光照温度影响的条件下可以简单的来用，如下图所示我个人觉得要研究光伏电池特性，最大功率跟踪，以及更实际一点儿的研究的时候就用物理模块，而光伏板只是最为一个输入电压来看的话那就用功能模块应该就能满足了……当然我还没往后做，仅仅是感觉哈……同时PSIM9.0里面还有一个计算光伏板物理参数的工具，叫solar module，可以通过电池板的参数，也就是一般电池板所提供的最大功率，开路电压那些参数，计算出那些光伏板等效电路里面的诸如串联电阻、饱和电流，温度系数之类的值，同时能够看到该参数下的电流电压和功率电压关系曲线，方便我们使用物理模块时对参数进行设置，如上图所示那么基于以上，我把我用的电池板参数填上去，用物理模块测试，同时光强由400-1000每200变化一次做了一下仿真，以下就是测试电路和测试波形。

输出波形以上就是我刚对PSIM9.0里面的光伏板做的学习，当然只是很简单的学习并且用了一下，各位大侠们看了之后不要鄙视哈……如果有有错的或者理解不对的地方还请各位大侠帮忙指正！~~后续继续做MPPT实验和逆变器的实验，慢慢做，然后再发上来大家一起讨论学习哈。

运用PSIM的DLL模块对2.7KW光伏板进行BOOST和MPPT的简单仿真

double *in,*out;
{
//place you code here........begin
static double last_Vin=0; //定义初始电压（静态变量）
static double last_Pin=0; //定义初始功率（静态变量）
static double last_Vref=0;//定义初始基准电压（静态[0]=0;
}
//对扰动步长进行设定-结束
//Output
out[1]=dv;
out[2]=Vref;
//place you code here........end
波形如下：
double Vin; //定义电压输入
double Iin; //定义电流输入
double Pin; //定义功率输入
double Vcar; //定义载波输入
double dv; //定义电压增量
double dp; //定义功率增量
double Vref; //定义基准电压
double Vstep; //定义扰动步长
}
else
{
Vstep=2;
}
}
}
//对扰动步长进行设定-结束
Vref=last_Vref+Vstep; //计算基准电压
last_Vref=Vref; //定义下一次的初始基准电压
dv_c=Vref-Vcar; //计算载波和基准比较电压
//对扰动步长进行设定-开始
if(dv_c>0)
{
out[0]=12;
dp=Pin-last_Pin; //计算功率增量
last_Pin=Pin; //定义下一次的初始功率

PSIM软件仿真模拟电池模型

实战用PSIM进行电池仿真案例说明
1、前言说明
本文推荐一款简单、快速仿真电池模型的软件。

相比matlab简单、易学且快速上手操作，即PSIM仿真软件。

PSIM软件是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。

PSIM全称Power Simulation。

PSIM是由SIMCAD 和SIMVIEM两个软件来组成的。

PSIM 具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。

2、电池模型仿真工具
工具1：电池的测试数据
工具2：PSIM软件
3、具体操作
第一步：按工步测试电池数据
（1）电池测试数据
（2）电池OCV-SOC关系数据
第二步：选择电池模型（戴维南二阶等效电路模型）
其中，Uocv为开路电压、R0为欧姆阻抗、R1及C1为电池化学极化阻抗、R2及C2为浓差极化阻抗。

第三步：按模型计算出各元件的等效值
第四步：在PSIM软件电路模型输入数值
（1）输入等效元件数据，如下所示界面
（2）点击仿真运行
（3）得到仿真结果，且支持分析和优化。