基于Matlab的光伏电池板的建模与仿真
基于Matlab的光伏电池建模及MPPT方法研究
基于Matlab的光伏电池建模及MPPT方法研究自工业化以来的近三百年间，世界能源工业飞速发展，有力支撑了全球经济与社会发展。
在这个发展的过程中，传统化石能源的大量开发及使用导致了资源紧张、环境污染、气候变化等问题日益突出，严重的威胁了人类生存和可持续发展。
近年来，太阳能作为一种高效无污染的新能源，逐渐受到各国乃至全球的广泛关注。
本文首先简要介绍了光伏发电的背景及意义,对光伏发电历史以及国内外光伏发电发展现状进行了综述，然后阐述了光伏并网发电系统及其基本工作原理，并详细描述了运用Matlab/Simulink 建立光伏阵列仿真模型的过程，最后对光伏发电系统最大功率点跟踪的理论依据以及工作原理进行了分析，介绍了常见的MPPT方法及仿真分析，并根据文献[6]详细描述了一种改进的基于最优梯度的滞环比较法的原理，并对改进的基于最优梯度的扰动观察法与传统的扰动观察法做了仿真对比，验证了改进算法的优越性。
目录1 绪论 (2)1.1 光伏发电的背景及意义 (2)1.1.1 研究背景 (2)1.1.2 我国太阳能资源的分布 (3)1.2太阳能发电发展概况 (4)1.2.1 光伏发电的历史 (4)1.2.2 太阳能发电的国内外发展概况 (4)1.3 本文研究的主要内容 (5)2 光伏并网发电系统及基本原理 (5)2.1 光伏发电系统的分类 (5)2.2光伏并网发电系统组成 (5)2.3光伏电池 (7)2.3.1光伏电池的工作原理 (7)2.3.2 光伏电池的种类 (7)3 光伏电池建模与仿真分析 (8)3.1光伏电池数学模型 (8)3.2 光伏电池模型 (10)3.3 光伏电池仿真分析 (12)4 光伏阵列最大功率点跟踪方法研究 (14)4.1 最大功率点跟踪的理论依据 (14)4.2 基于DC/DC 变换电路MPPT的实现 (15)4.2.1 BOOST电路的基本工作原理 (16)4.2.2 BOOST电路实现MPPT的理论依据 (16)4.3常用最大功率点跟踪算法及其仿真 (17)4.3.1 恒定电压法 (17)4.3.2 间歇扫描法 (18)4.3.3 扰动观察法 (18)4.3.4 电导增量法 (20)4.4 基于最优梯度的滞环比较法 (23)4.4.1 滞环比较法原理 (25)4.4.2 最优梯度法原理 (26)4.4.3 基于最优梯度的滞环比较法 (26)4.4.4 基于最优梯度的扰动观察法与扰动观察法的仿真比较 (26)5 结论与展望 (29)5.1 结论 (29)5.2 展望 (29)1 绪论1.1 光伏发电的背景及意义1.1.1 研究背景全球能源发展经历了从薪柴时代到煤炭时代，再到汽油时代、电气时代的演变过程。
光伏发电的MATLAB仿真
一、实验过程记录1.画出实验接线图图1 实验接线图图2 光伏电池板图3 实验接线实物图2.实验过程记录与分析（1）给出实验的详细步骤○1实验前根据指导书要求完成预习报告○2按预习报告设计的实习步骤，利用MATLAB建立光伏数学模型，如下图4所示。
图4 光伏电池模型其中PV Array模块里子模块如下图5所示。
图5 PV Array模型其中Iph，Uoc，Io，Vt子模块如下图6-9所示。
图6Iph子模块图7Uoc子模块图8 Io子模块图9Vt子模块○3在光伏电池建模的基础上，输入实际光伏电池参数值，研究不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线，并得出结论。
○4设计光伏电池测试平台，在不同光照、温度情况下测试光伏电池输出电压、输出电流值，对实测数据进行处理并加以分析，记录实际光伏电池的I-V、P-V特性曲线，与仿真结果进行对比，得出有意义的结论。
○5确定电力变换电路拓扑结构，设计电路中的相关参数值，通过MATLAB搭建电路并仿真分析，搭建电路如图10所示。
图10离网型光伏发电系统○6确定系统MPPT控制策略，建立MPPT模块仿真模型，并仿真分析。
系统联调，调节离网型光伏发电系统的电路和控制参数值，仿真并分析最大功率跟踪控制效果。
（2）记录实验数据表1当T=290K时S=1305W/m2时的测试数据表2当T=287K时S=1305W/m2时的测试数据表3当T=287K时S=1278W/m2时的测试数据二、实验结果处理与分析1.实验数据的整理和选择使用MATLAB软件其中的simulink工具进行模型的搭建。
再对其进行仿真，得到仿真曲线。
使用Excel表格输入实验所测得U、I、P，在对其自动生成I-V，P-V曲线。
2.绘制不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线；图11 I-V曲线图12 P-V曲线当T=290K时S=1305W/m2时的测拟合曲线图13 I-V曲线图14 P-V曲线当T=287K时S=1305W/m2时的拟合曲线图15 I-V曲线图16 P-V曲线当T=287K时S=1278W/m2时的拟合曲线3.所得实验数值和预习所得理论值比较，进行实验结果的误差分析所得实验数值和预习所得理论值比较，仿真波形开路电压均比实验所得的开路电压大，仿真波形最大功率也比实验所得最大功率大，所取得最大功率值对应的电压值也是仿真时比实验时的大，造成这个现象的原因有以下几点：（1）由于天气原因，真实测试环境的光照强度有些不稳定，前后变化幅度明显，这也导致了一部分的误差。
基于matalab太阳能光伏电池输出特性建模及仿真资料
基于Matlab的光伏电池输出特性的建模及仿真摘要：本文根据光伏电池的工程数学模型,依托Matlab/simulink仿真平台建立光伏电池的仿真模型，直接模拟光伏电池工作状况的方法,该仿真模型能准确反映光伏电池的输出特性,而且参数调节方便。
文章主要对不同温度变化和日照强度变化条件下光伏电池输出的特性进行了研究,得到了光伏电池输出特性变化的一般规律。
数据分析结果表明,光伏电池的输出特性呈非线性。
并在此基础上又深入探索了三个温度不同的光伏电池串联或者并联后在不同光照强度下的输出特性。
由仿真结果分析出，串联模组或者并联模组的输出呈现多峰的特性。
关键词：光伏电池 Matlab/simulink 输出特性Based on the Matlab modeling and simulation ofphotovoltaic cells output characteristicsABSTRACT：In this paper, based on engineering mathematics model of photovoltaic cells, based on Matlab/simulink simulation platform, a simulation model of photovoltaic cells is established direct simulation method of working condition of the photovoltaic cells, the simulation model can accurately reflect the output characteristics of photovoltaic cells, but also convenient for parameter adjustment. This paper changes with different temperature and sunshine intensity under the condition of photovoltaic cells output characteristics are studied, the photovoltaic battery output characteristic changes of general rules. Data analysis results show that the output characteristics of photovoltaic cells is nonlinear.KEYWORDS: photovoltaic cells Matlab/simulink output characteristic前言：随着世界经济的快速发展，对于能源的需求越来越大。
基于MATLAB的光伏发电系统仿真与并网性能测试的开题报告
基于MATLAB的光伏发电系统仿真与并网性能测试的开题报告一、选题背景随着能源需求的日益增长和环境问题的不断加剧，新能源技术的发展备受关注。
光伏发电作为一种清洁、可再生的新能源技术，已经逐渐成为人们关注的焦点。
随着光伏技术的不断发展，其在工业、生活、农业等领域的应用逐渐扩展。
然而，光伏发电系统的实际运行中，会受到天气、阴影、温度等复杂因素的影响，导致发电效率下降。
同时，由于光伏发电系统的功率波动性较大，如何将其有效地并网成为一个关键问题。
因此，在光伏发电系统的研究中，光伏发电系统的仿真与并网性能测试成为重要的研究方向。
本次选题将利用MATLAB对光伏发电系统进行仿真，并测试其并网性能。
通过该研究，对光伏发电系统的性能与优化提供一定的参考和指导。
二、研究目的1.建立MATLAB光伏发电系统模型，模拟其在不同天气、阴影、温度等条件下的发电效率。
2.对光伏发电系统的并网性能进行测试，探究其并网特性和与电网之间的协同运行模式。
3.利用仿真结果分析光伏发电系统性能及并网特性，提出优化建议。
三、研究内容及思路1. 光伏发电系统的建模利用MATLAB建立基于材料的光伏电池模型，模拟光伏发电系统的发电效率。
2. 光伏发电系统性能仿真在MATLAB中进行光伏发电系统的性能仿真，模拟天气、阴影、温度等多种因素对其发电效率的影响，以及其发电变化趋势。
3. 光伏发电系统的并网性能测试利用MATLAB分析光伏发电系统的并网特性和与电网之间的协同运行模式，在仿真平台中对其进行测试。
4. 研究结果分析与优化建议对仿真结果进行分析和总结，提出优化建议，为光伏发电系统的性能提升和并网能力提供参考和指导。
四、研究难点及解决措施1. 光伏发电系统的建模难点：光伏发电系统模型的建立需要考虑多种因素，如电池材料、工作条件、光谱分布等。
解决措施：参考现有的材料光伏电池模型，结合实际测量数据进行仿真与修正。
2. 光伏发电系统性能仿真难点：光伏发电系统受多种因素影响，如天气、阴影、温度等，仿真过程需要考虑这些因素的综合影响。
matlab光伏模型 算例 介绍
MATLAB光伏模型算例介绍随着能源危机的日益严重，光伏发电作为一种清洁能源技术备受关注。
光伏发电系统的建模和仿真可以帮助工程师和研究人员更好地理解系统运行规律，优化系统设计，提高发电效率。
MATLAB作为一种强大的工程计算软件，提供了丰富的工具箱和功能，可以用于光伏模型的建立和仿真分析。
在本篇文章中，我们将介绍使用MATLAB进行光伏模型建立和仿真的算例。
具体内容包括光伏模型的理论基础、建模步骤、仿真过程和结果分析。
通过本文的学习，读者可以了解如何利用MATLAB进行光伏系统的建模和仿真分析，为光伏发电系统的设计和优化提供参考。
以下是本文的主要内容：一、光伏模型的理论基础1.1 光伏效应原理1.2 光伏组件的电学特性1.3 光伏系统的工作原理二、MATLAB光伏模型的建立2.1 光伏组件模型的建立2.2 光照条件和温度对光伏发电的影响2.3 光伏系统整体模型的建立三、光伏系统的仿真分析3.1 光伏组件的电压-电流特性曲线分析3.2 光照条件和温度变化下的发电情况仿真3.3 光伏系统在不同工况下的输出功率分析四、结果分析与讨论4.1 光伏系统性能指标的计算与分析4.2 光伏系统设计参数的优化方法4.3 结果的工程应用和展望通过以上内容的介绍和分析，读者可以全面了解MATLAB光伏模型的建立与仿真分析方法，以及在工程实践中的应用前景。
希望本篇文章能为光伏系统工程师和研究人员提供参考，并促进光伏发电技术的进步和应用。
五、光伏模型的理论基础1.1 光伏效应原理光伏效应是指当光线照射到半导体材料表面时，光子能量转化为电能的现象。
光伏效应的基本原理是光生载流子的产生和分离，这是光伏发电的基础。
当光子能量大于或等于半导体带隙能量时，光子被吸收并在半导体内部产生电子-空穴对。
由于半导体的内建电场作用，电子和空穴被分离，从而产生电流。
这样就实现了光能到电能的转化。
在光伏效应的研究中，理论模型的建立是非常重要的。
电气工程及其自动化专业论文 基于Matlab的光伏电池建模及MPPT方法研究
……………………. ………………. …………………xxxx 大学 毕 业 论 文 基于Matlab 的光伏电池建模及MPPT 方法研究 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化5班 届 次 2015 届 学生姓名 xxxxxx 学 号 xxxxxxxx 指导教师 xxxx 副教授二О一五年六月六日装订线……………….……. …………. …………. ………目录摘要..................................................................................................................... 错误！未定义书签。
Abstract ............................................................................................................... 错误！未定义书签。
1 绪论 (1)1.1 光伏发电的背景及意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 我国太阳能资源的分布 (2)1.2太阳能发电发展概况 (2)1.2.1 光伏发电的历史 (2)1.2.2 太阳能发电的国内外发展概况 (3)1.3 本文研究的主要内容 (3)2 光伏并网发电系统及基本原理 (4)2.1 光伏发电系统的分类 (4)2.2光伏并网发电系统组成 (5)2.3光伏电池 (5)2.3.1光伏电池的工作原理 (5)2.3.2 光伏电池的种类 (6)3 光伏电池建模与仿真分析 (6)3.1光伏电池数学模型 (6)3.2 光伏电池模型 (9)3.3 光伏电池仿真分析 (10)4 光伏阵列最大功率点跟踪方法研究 (12)4.1 最大功率点跟踪的理论依据 (12)4.2 基于DC/DC 变换电路MPPT的实现 (14)4.2.1 BOOST电路的基本工作原理 (14)4.2.2 BOOST电路实现MPPT的理论依据 (15)4.3常用最大功率点跟踪算法及其仿真 (16)4.3.1 恒定电压法 (16)4.3.2 间歇扫描法 (16)4.3.3 扰动观察法 (17)4.3.4 电导增量法 (20)4.4 基于最优梯度的滞环比较法 (23)4.4.1 滞环比较法原理 (23)4.4.2 最优梯度法原理 (24)4.4.3 基于最优梯度的滞环比较法 (24)4.4.4 基于最优梯度的扰动观察法与扰动观察法的仿真比较 (24)5 结论与展望 (27)5.1 结论 (27)5.2 展望 (27)参考文献 (23)致谢 (29)ContentsAbstract ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
基于Matlab软件平台的光伏并网系统仿真实训
绪论新能源是21世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。
随着世界经济的快速发展，对能源需求逐年增长，而地球上以石油和煤为主的矿物资源日渐枯竭，能源已成为制约各国经济发展的瓶颈。
同时，随着化石燃料的燃烧，所产生的二氧化碳在大气中的浓度急剧增加，生态环境逐渐恶化，使地球逐渐变暖。
随着人类社会的发展，改善生态环境的呼声越来越高，开发利用无污染的新能源，对促进社会文明与进步，发展经济，改善人民生活具有重大的意义。
太阳能作为一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，在日常生活中受到了各国政府的重视，各国都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。
太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。
太阳能并网发电代表了太阳能电源的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术。
光伏发电技术根据负载的不同分为离网型和并网型两种，早期的光伏发电技术受制于太阳能电池组件成本因素，主要以小功率离网型为主，满足边远地区无电网居民用电问题。
随着光伏组件成本的下降，光伏发电的成本不断下降，预计到2013年安装成本可降至1.5美元/Wp，电价成本为6美分/(kWh)，光伏并网已经成为可能。
并网型光伏系统逐步成为主流。
目录第一章基于Matlab软件平台的光伏并网系统仿真实训......................... 错误！未定义书签。
1.1 Matlab软件介绍...................................... 错误！未定义书签。
1.2 光伏并网系统 (8)第二章光伏并网逆变器电路工作原理 (13)2.1 逆变器定义 (13)2.3 逆变器功能作用 (13)2.3.2 孤岛检测技术 (14)2.3.3 智能电量管理及系统状况监控系统 (14)第三章SG3525芯片 (15)3.1芯片特点 (15)3.2 管脚功能管脚图 (16)3.3 结构设计内部结构图 (17)第四章制图 (18)4.1 用protel绘制原理图 (18)4.2 根据原理图生成PCB电路板图 (18)第五章焊接与调试 (19)5.1 电路前面板的设计 (19)5.2 调试结果 (20)第六章实训结论 (21)第一章基于Matlab软件平台的光伏并网系统仿真实训1.1 、Matlab软件介绍MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
基于MATLAB的光伏发电研究及其仿真
基于MATLAB的光伏发电研究及其仿真摘要：近些年来，随着社会生产的发展,对新能源光伏产业的要求越来越大。
本文针对如何提高太阳能光伏发电系统的转换效率,利用MATLAB建模仿真部分对最大功率点跟踪（MPPT）的控制器进行了研究。
论文分析了常用的蓄电池充电控制方法、光伏电池的特性及其最大功率点跟踪的原理和方法。
通过MATLAB软件对不同环境下的光伏电池输出特性进行了建模、仿真。
分析了最大功率点跟踪的工作原理,介绍了常用的最大功率点跟踪方法,并在此基础上提出了一种新的扰动观察法。
最后,通过比较三种常用的DC/DC变换器的工作原理,提出利用BOOST型DC-DC变换器实现转换,对参数进行分析后建立了BOOST型DC/DC变换器的仿真模型。
关键词:太阳能光伏发电MATLAB仿真最大功率点跟踪Boost型DC-DC变换器目录摘要 (Ⅰ)1课题背景 (2)1.1能源与环境危机 (2)1.1.1能源 (2)1.1.2环境 (2)1.2太阳能光伏发电技术发展简介 (2)1.3太阳能光伏发电利用的优势 (3)1.4光伏发电系统的分类级组成 (4)1.5国内外研究产业现状及规划 (6)2光伏发电系统 (7)2.1光伏发电系统介绍 (7)2.2 太阳能光伏发电系统的应用 (8)2.2.1屋顶光伏发电系统 (8)2.2.2户用光伏发电系统、小型光伏电站 (8)2.2.3大型并网光伏发电系统 (9)2.3带有最大功率跟踪功能的光伏发电系统的基本组成 (9)3光伏阵列特性及其仿真模型的研究 (10)3.1太阳能电池的等效电路分析 (10)3.2电池板matlab仿真 (12)3.3 蓄电池充电方法 (12)4新型变步长MPPT控制方法研究 (15)4.1 MPPT 原理研究 (15)4.1.1MPPT (15)4.1.2基于Boost拓扑的MPPT原理 (16)4.2常见的两种MPPT控制技术 (18)4.2.1扰动观察法 (19)4.2.2电导增量法 (21)5光伏充、放电控制器的硬、软件设计 (25)5.1控制器的整体设计及预期技术指标 (25)5.2 Boost电路实现光伏阵列MPPT的仿真模型 (26)5.3软件设计 (26)参考文献 (34)致谢 (35)1 课题背景1.1能源与环境危机1.1.1 能源能源成为了新世纪发展的主要动力，他在经济发展中扮演着很重要的角色，能源的多少关系着一个国家的经济安全和国家安全。
光伏逆变系统的MATLAB仿真
光伏逆变系统的MATLAB仿真此文章通过MATLAB仿真，验证逆变器设计电路的正确性，以及所选器件的合理性。
如图5-1所示，该图为单相光伏逆变系统的仿真电路图。
仿真的要求是：1，太阳能电池仿真模块能够模拟实际的太阳能电池的特性；2，MPPT控制太阳能电池工作在最大功率点处；3，DC/AC电路把直流电逆变成与电网电压同频、同相的交流电；4，DC/AC控制器稳定逆变器直流侧的电压50V，控制逆变电路的通断，使其逆变为与电网电压同频、同相的交流电流。
图5-1 单相光伏逆变系统仿真各个模块的仿真如下：（1）太阳能电池太阳能电池的仿真模型建立以光照强度S和温度T为自变量，以标准环境下的光照强度S、温度T、开路电压U oc、短路电流I sc、最大功率输出电压U m、最大功率输出电流I m为已知量，以A、B为中间变量。
当光照强度S、温度T发生变化时，先推导出中间变量A、B，最后得出在新的条件下I和U的关系式：（5-1）如图5-2所示，为太阳能电池的仿真pv模块。
有图可知，太阳能电池所处的环境为S=1000W/m2，T=25O C。
在此环境下，太阳能电池的各个参数为：U oc=44.4V, I sc=5.4A, U m=35.4V, I m=4.95A。
图5-2 太阳能电池仿真pv模块（2）Boost建立Boost电路的仿真模型，Boost电路由IGBT、二极管、储能电感、输出电容组成。
模型为基础的boost电路。
（3）DC/AC该仿真是由4个IGBT和4个二极管组成，通过PWM波来控制4个IGBT的通断，最终输出所需要的交流电。
模型为基础的逆变电路。
（4）DC/AC控制器DC/AC逆变器的双环控制外环为直流电压控制，用设置的基准电压减去直流母线的实时电压，其结果经过PI调节器控制后，与实时的电网电压相乘，其结果作为逆变器输出电流指令信号。
双环控制的内环为交流电流环，用电流指令信号与逆变器输出的实时电流相减，得到的正弦信号，经过P调节，其结果与三角波相比较。
基于MATLAB光伏发电系统设计与仿真
基于MATLAB光伏发电系统设计与仿真光伏发电系统是一种利用光能转化为电能的发电装置，具有环保、可再生能源的特点，被广泛应用于家庭和工业领域。
在设计和仿真光伏发电系统时，MATLAB是一个强大的工具，可以帮助用户进行系统建模、优化设计和性能评估。
首先，光伏发电系统的设计需要考虑到以下几个方面：1.光伏电池阵列的布局：光伏电池阵列是光伏发电系统的核心部件，其布局直接影响系统的电能输出。
在MATLAB中，可以使用图形界面工具进行电池阵列的布局设计，考虑到阴影遮挡和角度调整等因素，优化电池布局，提高能量转换效率。
2.逆变器和控制系统设计：逆变器是将光伏电池阵列输出的直流电转换为交流电的关键设备。
在MATLAB中，可以设计逆变器的控制系统，实现电能的稳定输出。
同时，可以模拟不同天气条件下的光伏电池阵列输出，通过优化控制算法，提高光伏电池系统的性能。
3.系统性能评估：利用MATLAB，可以进行光伏发电系统的性能评估，包括功率输出、能量转换效率、电网连接特性等。
通过对系统的各种参数进行仿真，可以优化系统的设计和运行，提高发电系统的效率和可靠性。
除了设计和仿真，MATLAB还提供了其他工具，用于分析和优化光伏发电系统的运行。
例如，可以进行负荷分析，根据负荷特性和用电需求，确定光伏发电系统的容量和布局。
同时，MATLAB还可以用于进行经济评估，估算系统的成本和收益，帮助用户制定合理的投资策略。
总之，基于MATLAB的光伏发电系统设计和仿真可以帮助用户进行系统的建模、性能评估和优化设计，实现电能的高效利用和可靠输出。
MATLAB提供了丰富的工具和函数，用于处理光伏发电系统的各种问题，为用户提供了一个全面而强大的开发平台。
基于matlab的单相光伏
基于MATLAB的单相光伏简介随着能源需求的不断增长和对可再生能源的关注，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式受到了广泛关注。
本文将介绍基于MATLAB的单相光伏发电系统的建模和分析方法，以及如何使用MATLAB来模拟和优化光伏发电系统。
光伏发电系统建模光伏发电系统的建模是分析和优化系统性能的关键步骤。
在MATLAB中，可以使用以下步骤进行光伏发电系统建模：1.定义光伏电池模型：光伏电池模型是描述光伏发电系统行为的关键部分。
一种常用的光伏电池模型是单二极管模型，即将光伏电池等效为一个理想二极管和一个并联的电阻。
在MATLAB中，可以使用电流-电压（I-V）曲线或功率-电压（P-V）曲线来表示光伏电池的特性。
2.建立光伏发电系统模型：将光伏电池模型与其他组件（如逆变器和电池储能系统）组合成光伏发电系统模型。
在MATLAB中，可以使用Simulink 工具箱来建立系统模型，并使用不同组件的模块进行连接和设置。
3.定义环境条件：光伏发电系统的性能受到环境条件的影响，如光照强度、温度等。
在MATLAB中，可以使用天气数据或实验数据来定义环境条件，并将其作为输入参数传递给系统模型。
4.运行模拟：通过设置模拟时间和其他参数，可以使用MATLAB运行光伏发电系统模型的仿真。
MATLAB提供了丰富的仿真工具和功能，可以使用这些工具和功能来监视系统的运行状况，并获得系统的关键性能指标，如发电功率、电压和电流等。
光伏发电系统分析与优化通过建模和仿真光伏发电系统，可以进行系统的分析和优化。
MATLAB提供了一系列工具和技术来帮助实现这些目标。
1.性能分析：使用MATLAB可以计算光伏发电系统的关键性能指标，如发电功率、效率和损耗等。
通过比较不同设计和运行条件下的性能指标，可以评估和改进系统的性能。
2.优化设计：使用MATLAB的优化工具箱可以对光伏发电系统进行优化设计。
通过定义设计变量、约束条件和优化目标，可以使用各种优化算法来寻找最优设计方案。
基于Matlab的光伏并网系统的仿真分析
功率传输定理 ， 则光伏阵列将输 出最大功率 。 在本 文 中基于升压斩波 电路 （ Ｏ Ｓ ） 降压斩波 电路 Ｂ ＯＴ较 （Ｕ Ｋ Ｂ Ｃ ）的转 换效 率 高 以及对 占空 比的控 制力 好 ［的 特 点 ， 采 用 Ｂ Ｏ Ｔ电 路 来 实 现 ＭＰ Ｔ的 ６ ］ Ｏ Ｓ Ｐ
控 制
２０
负载 为 １ 时带 有 ＭＰ Ｔ功 能 和不 带 ＭＰ Ｔ功 能 ０Ｑ Ｐ Ｐ 的光 伏 阵列 的输 出功 率 ， Ｐ Ｕ特性 曲线 得 到 的峰 从 －
值功 率大 小可 以看 出带有 ＭＰ Ｔ功能 的光伏 阵列 基 Ｐ
本 上 追 踪 到 了 最 大 功 率 （ １ ６Ｗ ） 约 ０ ，较 不 带 有 ＭＰ Ｔ功能 （ ９ ． Ｗ ） Ｐ 约 ７６ 的光 电转 换效 率 要 高 ， 而 从
年禽 ＩＤ Ｙ Ｎ －Ｄ ＝ ＝ Ｄ ＋ Ａ Ｄ
圈３ 电导 增 量 法控 制 流 程 图
同频 、 同相 ， 送 到 电 网的功 率 因数近 似 为 １ 输 。外环 电压 值是 经计 算给 定 的值 ，反馈值 是 ＭＰｙ ｆ ｒ产生 的 作 为并 网电流 内环 的电流 幅值 给定 ； 乘 以离散
２１
３ 逆 变 并 网 的控 制 策 略
本文 中的并 网逆变 器采 用双 闭环 控制方 式 。双
闭环 的外 环 为直 流 电压 控制 ， 目的是 为 了控 制逆 变
器直 流 输 人端 电压 稳 定 ；内环 为并 网电流 控 制 ， 目
— 、 、
的是 为 了控 制并 网逆 变 器 的输 出 电流 与 电 网 电压
由光 伏阵列 的 Ｐ Ｕ特性得 出峰值 功率 点处 ｄ ／ － Ｐ
型
ｄ ＝ ， 以根 据 Ｐ Ｕ ０所 ， 两端 对 求 导 ， 将 并将 ， 作 为 的 函数 ， 得 ： 可
(完整版)光伏发电的MATLAB仿真
一、实验过程记录1.画出实验接线图图1 实验接线图图2 光伏电池板图3 实验接线实物图2.实验过程记录与分析（1）给出实验的详细步骤○1实验前根据指导书要求完成预习报告○2按预习报告设计的实习步骤，利用MATLAB建立光伏数学模型，如下图4所示。
图4 光伏电池模型其中PV Array模块里子模块如下图5所示。
图5 PV Array模型其中Iph，Uoc，Io，Vt子模块如下图6-9所示。
图6Iph子模块图7Uoc子模块图8 Io子模块图9Vt子模块○3在光伏电池建模的基础上，输入实际光伏电池参数值，研究不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线，并得出结论。
○4设计光伏电池测试平台，在不同光照、温度情况下测试光伏电池输出电压、输出电流值，对实测数据进行处理并加以分析，记录实际光伏电池的I-V、P-V特性曲线，与仿真结果进行对比，得出有意义的结论。
○5确定电力变换电路拓扑结构，设计电路中的相关参数值，通过MATLAB搭建电路并仿真分析，搭建电路如图10所示。
图10离网型光伏发电系统○6确定系统MPPT控制策略，建立MPPT模块仿真模型，并仿真分析。
系统联调，调节离网型光伏发电系统的电路和控制参数值，仿真并分析最大功率跟踪控制效果。
（2）记录实验数据表1当T=290K时S=1305W/m2时的测试数据表2当T=287K时S=1305W/m2时的测试数据表3当T=287K时S=1278W/m2时的测试数据二、实验结果处理与分析1.实验数据的整理和选择使用MATLAB软件其中的simulink工具进行模型的搭建。
再对其进行仿真，得到仿真曲线。
使用Excel表格输入实验所测得U、I、P，在对其自动生成I-V，P-V曲线。
2.绘制不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线；图11 I-V曲线图12 P-V曲线当T=290K时S=1305W/m2时的测拟合曲线图13 I-V曲线图14 P-V曲线当T=287K时S=1305W/m2时的拟合曲线图15 I-V曲线图16 P-V曲线当T=287K时S=1278W/m2时的拟合曲线3.所得实验数值和预习所得理论值比较，进行实验结果的误差分析所得实验数值和预习所得理论值比较，仿真波形开路电压均比实验所得的开路电压大，仿真波形最大功率也比实验所得最大功率大，所取得最大功率值对应的电压值也是仿真时比实验时的大，造成这个现象的原因有以下几点：（1）由于天气原因，真实测试环境的光照强度有些不稳定，前后变化幅度明显，这也导致了一部分的误差。
matlab怎样搭建光伏电池仿真模型
方法/步骤
设置“Ramp”模块的参数见下图所示
方法/步骤
设置“XY Graph”参数见下图1所示， 设置“XY Graph1”参数见下图2所示
方法/步骤
左图表示了本步骤的内容，以图片内 容为准。
方法/步骤
点击运行仿真，即可得到光伏电磁电 流随电压的变化曲线图和功率随电压 的变化曲线图
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注意事项
方法很多，此法可供参考 如果喜欢请
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matlab怎样搭建光伏电池仿 真模型
内容介绍
怎样利用matlab进行光伏电池仿真？MATLAB是一款非常强大的软件，处理数据处理以外，还专 门集成了模型仿真的simulink，那怎样在simulink中进行光伏电池仿真呢？接下来介绍一下 matlab/simulink中进行光伏电池仿真的步骤和方法。
方法/步骤
电脑上打开matlab
方法/步骤
点击“simulink”新建一个simulink 仿真模型
பைடு நூலகம்法/步骤
在仿真模型中加入下图所示模块
方法/步骤
设置“Subsystem1”模块（即自己搭 建的光伏电池模型）的参数见下图1 所示，模块内部如下图2所示，需要 仿真模型的可以我
方法/步骤
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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。
光伏电池数学模型matlab仿真
光伏电池数学模型matlab仿真
光伏电池数学模型是描述光伏电池工作原理的数学表达式，它可以被用来预测光伏电池的输出电流、电压及功率等参数。
下面是一个使用matlab仿真光伏电池数学模型的简单步骤：
1. 建立电池模型。
选择一个适当的光伏电池模型，比如简单模型（Single Diode Model）或等效电路模型（Equivalent Circuit Model），并编写对应的方程。
2. 编写matlab代码。
将模型的方程转化为matlab函数，并编写主程序进行仿真。
3. 定义仿真参数。
定义光照强度、温度等环境参数，以及电池参数，如短路电流、开路电压等。
4. 运行仿真。
利用matlab的ODE求解器或者其他求解器，对光伏电池模型进行仿真，计算得到电池的输出电流、电压及功率等参数。
5. 分析结果。
根据仿真结果，分析光伏电池的性能表现，如效率、填充因子等。
根据结果，进一步优化光伏电池的设计和运行参数。
光伏电池的MATLAB仿真及其特性曲线的图像化
太阳能电池板结构图如图1。
图1光伏电池结构Fig.1Structure of Solar Cell本文应用于太阳能电池的仿真数学模型如下[5]:图2太阳能电池板仿真模型Fig.2The simulation module of the Solar Cell作者简介:茹珂(1992—),男,河南三门峡人,本科生,研究方向为新能源。
Science&Technology Vision科技视界11Science &Technology Vision科技视界开路电压VOC,运行上图仿真可得在该参数下P-V 与I-V 的关系为:图3仿真的P-V 和I-V 曲线Fig.3The P-V and I-V waveform of simulation3验证分析在实验室内对与仿真参数相同的太阳能电池板进行实验。
太阳光辐射强度取为l kW /m 2,环境温度选取25℃,最大功率点电压为17.5V,最大功率点电流为3.43A,开路电压为21.3V,短路电流3.74A。
实验使用卤素灯为照射光源,一定程度上保证了实验的准确性。
将光伏电池输出端接至电子负载,分别在不同的电压下获取30个点作为一组数据。
在测量多组数据之后,对所得数据进行处理并输入MATLAB 中后得到下面的曲线。
图4为太阳能电池板P-V 曲线:图4太阳能电池板实验的P-V 曲线Fig.4The P-V waveform of experiment图5为太阳能电池板I-V 曲线:图5太阳能电池板实验的I-V 曲线Fig.5The I-V waveform of experiment通过图中的数据,可以看出实验数据与仿真结果是相吻合的。
证明公式推导以及仿真的准确性,为以后工程使用提供了论据。
4光伏特性曲线的图像化128*64的液晶显示屏上。
硬件电路如下图所示:图6图像化实际电路Fig.6Visualization of the actual circuit实验结果如下,显示屏可以实时显示目前温度,光照条件之下的太阳能电池特性曲线。
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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。
在光照不变的情况下，光生电流不变，可以看成恒流源。
为了方便等效电路的建立，我们做如下等效：用串联电阻Rs等效池板材料呈现的电阻特性（通常为几Ω）、Cj表示PN结本身的电容特性，用Rsh表示电池板的并联电阻（数量级在103Ω），综上所述光伏池板的等效电路如图1.1所示：
图1.1 光伏池板的等效电路
图中，IL为光生电流（恒流源），I为太阳能电池板输出电流（A），U为电池板的输出电压（V），Id是流过二极管的电流（A），I0为反向饱和电流，Ish 为太阳能电池板的漏电流（A）。
2.光伏电池板的数学模型
在图1.1中，可以得出：
（2-1）[3]
式中：n为二极管品质因子（当T=330K时，n=2.8±0.15），K为波尔兹曼常数（K=1.38×J/K）。
我们做如下定义：
在特定的温度与光照强度下，电池板输出的最大电流为短路电流，记为Isc。
在特定的温度与光照强度下，电池板输出的最大电压为开路电压，记为Uoc。
在特定的温度与光照强度下，电池板输出的最大功率点所对应的电压为最大功率点电压，记为Um。
在特定的温度与光照强度下，电池板输出的最大功率点所对应的电流为最大功率点电流，记为Im。
在式1-1中，因为Rsh很大，所以可以忽略最后一项，又因为通常情况下Rs很小，近似的认为Isc=IL。
则式2-1可化简为：
（2-2）
其中：
但实际中还要考虑外界温度和光照强度的变化，最终的光伏池板光生电流的计算公式为：
（2-3）
其中：
T为外界实际温度，Tref为参考温度，S为外界实际光照强度，Sref为参考光照强度，a、b分别为在参考温度与日照强度下的电流变化温度系数与电压变化温度系数[4]。
3.光伏池板仿真模型与仿真结果
根据第二节节数学模型。
在matlab/simulink中搭建光伏池板的仿真模型，池板仿真参数如表3.1所示：
表3.1 仿真参数
参数取值
V oc
Isc
Vm
Im
a
b 21.1V
3.846A
17.1V
3.5A
0.00065
0.0005
光伏池板外部封装与内部仿真模型分别如图3.1、3.2所示：
图3.1 光伏池板的外部封装
图3.2 光伏池板的内部仿真模型
基于上述仿真模型，为了模拟光伏池板在现实中的输出曲线的变化，我们分别对电池板在温度相同而光照强度不同（其中温度T=25℃，光照强度分别取1000W/㎡、800W/㎡、600W/㎡、400W㎡），光照强度相同而温度不同（其中光照强度S=1000W/㎡，温度分别取25℃、35℃、40℃、50℃、）两种条件下进行仿真，仿真得到电池板在两种不同外界条件下的电流-电压（I-V）曲线，功率-电压（P-V）曲线分别如图3.3、3.4所示：
图3.3 相同温度，不同光照强度下的I-V、P-V特性曲线
图3.4 相同光照强度，不同温度下的I-V、P-V特性曲线
由图3.3可以看出，在温度相同的情况下，光照强度越大，池板输出功率越大且短路电流Isc与光照强度成正比，光照强度变化时，池板输出电流变化较大，而池板的开路电压，同时最大功率点电压Um变化不大，这为恒压法实现光伏池板最大功率点追踪提供了理论依据。
由图3.4可以看出，在光照强度相同的条件下，温度升高时光伏池板的最大输出电压Um成下降趋势，输出功率与最大输出电流都有所增加但不是很明显，从而导致温度升高时池板最大输出功率变小。
4.结论
本文通过介绍池板的工作原理得出光伏池板的等效电路，进一步推导出光伏池板光生电流的计算公式，建立了其数学模型。
同时在matlab/simulink中建立新的池板仿真模型，模拟池板在外界环境条件变化的情况下的输出电流-电压、功率-电压特性曲线，仿真结果与理论上的I-V、P-V曲线完全吻合，证明了该新型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。
参考文献
[1]王长江.基于MATLAB的光伏电池通用数学模型[J].电力科学与工程，2009，25（4）：11-12.
[2]孙园园，肖华锋，谢少军.太阳能电池工程简化模型的参数求取和验证[J].电力电子技术，2009，43（6）：44-45.
[3]邵卫超.基于MATLAB的光伏电池阵列MPPT仿真研究[J].电源技术，2012，36（2）：209-300.
[4]吴忠军，刘国海.硅太阳电池工程用数学模型参数的优化设计[J].电源技术，2007，31（11）：897-901.
[5]廖志凌，阮新波.任意光强和温度下的硅太阳电池非线性工程简化数学模型[J].太阳能学报，2009，30（4）：432-423.。