太阳能电池的双二极管数学模型的简化

图 １ 单二极管模型 电路
一
２ — ７
低 压 电器 （０ ２ ｏ ４ ２１Ｎ ． ）
ｄ ｏ ｅ ｍｏ ｅ ｓ ｋ ｗｎ ｔ ａ ｅ ｂ ｔｅ ｃ ｕｒｃ ｔｌ ｗ ｒａ ａ ｃ ｅ ｅ ｉ ｄ ｄ ｌｉ ｎｏ ｏ ｈ ｖ ｅｔ ｒａ ｃ ａ ｙ ａ ｏ ｉｒｄｉｎ ｅ ｌ ｖ ｌｗｈｉｈ ａｌｗｓｆ ｒａ ｍｏ ｅ ａ ｃ ａｅ ｐ ｅ ｉｔｏ ｆ ｃ ｌｏ ｏ ｒ ｃ ｕｒｔ ｒ ｄ ｃｉｎ ｏ
牛 芳 芳 （ ９ ２ ） １６ 一 ，
中， 尤其是在低照度条件下 ， 双二极管模型能够更加准确地预测太 阳能 电池 的性能 。为 了减少该模型的计算量 ， 简化 了电流方程 ， 只需 四个参数 即可计算 。提 出了一种高效 的
女， 硕士 研究生 ， 研
究 方 向 为 电力 电子
迭代方法计算串联 电阻和并 联 电阻 ， 在 Ｍａ ａ 并 ｔｂ中进行 了仿 真验证 。仿 真结 果表 明 ， ｌ

即 可计算出其特性曲线， 更加适合实际应用。
１ 太 阳 电池 的数 学建模
１ １ 单 二极 管模型 ．
在许 多领 域 已被广泛 使用 。在 太 阳能发 电系统 的
设计 中 ， 阳能 电池 的特 性 是 影 响 系统 性 能 的 重 太
传统 的单 二极管 数学 模型 如 图 １所示 。可 得 太 阳能 电池 的 ， 特性 曲线 ， － 有
Ｐ ｙ ｔ ｍ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｒｄ ｃ ｏ ｕ ａｉｎ ｌｔ ，ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｔ ｑ ａｉｎ ｉ ｓｍｐ ｉ ｅ Ｖ ｓ ｓｅ ｐ ｒｏｍａ ｃ ．Ｔ ｅ ｕ ｅｃ ｍｐ ｔｔ ａ ｉ ｏ ｍｅ ｈ ｕ ｒ ｎ ｕ ｔ ｓ ｉ ｌ ｄ，ｗ ｉｈ ｒ ｑ ｉ ｓｏ ｌ ｏ ｒ ｅ ｏ ｉ ｆ ｈ ｃ ｅ ｕ ｒ ｎ ｙｆ ｕ ｅ
（ ｎ ｒ ｅｅｒｈＩｓｔｔ，Ｈ ｆｉ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｈ ｏｏｙ Ｈｅ ｉ ３ ０ ９ ｈｎ ） Ｅ ｅ ｙＲ ｓａｃ ｎｔｕｅ ｅ ｉ ｓｙ ｆ ｃ ｎ ｌ ， ｆ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｇ ｉ ｅ Ｕ ｅ ｉ Ｔ ｇ ｅ２
Ａ ｓｒｃ： ｈｓ ａｅ ｒｓｎｅ ｓ ｐｉｅ ｏｄｏｅｍ ｄｌｏ ｅｒｓｎ ｅ ｈｔ ｏ ａ （ Ｖ）ｃｌ Ｔ ｅ ｗ — ｂ ｔ ｔ Ｔ ｉ ｐｐｒ ｅｅｔｄａ ｉ ｌｉ ｔ —ｉ ｏｅ ｔ ｒｐｅｅｔｈ ｏ ｖｈ ｉ Ｐ ａ ｐ ｍ ｆｄ ｗ ｄ ｔ ｐ ｏ ｅ ｅ ． ｈ ｏ １ ｔ
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｈ ｔｖ ｌ ｉ（ Ｖ）ｃｌ； ｄ ｌ ｇ ｓ ｌ ｃｔ ｎ ｓ ｌｔ ｎ ｙｗ ｒｓ Ｐ ｏｏ ｏ ａｃ Ｐ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｎ ； ｉ ｉ ａ ｏ ； ｉ ａｉ ｌ ｉ ｍｐ ｆ ｉ ｉ ｍｕ ｏ
０ 引 言
作为 最重 要 的可 再 生 能 源之 一 ， 阳能 发 电 太
与 电力传动 。
Ｓ ｍ ｐ ｉ ｃ ｔｏ ｆＴｗｏ Ｄｉ ｄ ｏ ｏ ｏｔ ｉ ｌ ｏ ｅ ｉ ｌｆ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ － ｏ ｅ Ｐｈ ｔ ｖ ｌａ ｃ ＣｅｌＭ ｄ ｌ
Ｎ Ｕ Ｆ ｎｆ ｎ Ｉ ａ ｇａ ｇ， Ｓ ｉｎ ｕ ， Ｇ ＮＧＡｌ ｇ ＵＪａ ｈ ｉ Ｅ ｉｎ ｉ
要因素 ， 由于 太 阳能 电池 成 本 昂贵 ， 不便 于试 且 验 ， 阳能光伏 电池 的数学 建模 就变得 十 分重要 。 太
在一 般 的工程 应 用 中 ， 阳能 光 伏 电池 主要 太
， Ｉ— ［ｐ ＝ｖ Ｉｅ／ 卜 ｖ ｏｘ ／ ／ －
㈩
采用 单二极 管 模 型 。 由于 其计 算 简 单 ， 实 际 中 故 应用 广泛 。但 该 等效 电路 准 确 性较 低 ， 其 在 低 尤
ｕ ａｅ ｎ Ｍａ ｌｂ ｌ ｔｄ ｉ ｔ ．Ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉｎ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｄ ｌｗ ｌ ａ ｒ ｅ ｔ ｈ － ｐ ｏ ｅ ｔ ｆＰ ｅｌ． ａ ｈ ｉ ｌ ｔ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｍｏ ｅ ｅ ｌ ｇ ｅ ｓｗｉ ｔ ｅＩ Ｕ ｒ ｐ ｒ ｏ Ｖ ｃ ｌ ｏ ｓ ｈ ｙ ｓ
该模型能较好地符合太 阳能电池 的 ｕ特性 。
关 键 词 ： 阳能 电池 ； 学模 型 ； 化 ； 真 太 数 简 仿 中 图分 类 号 ： Ｍ ９ ４ ４ 文 献标 志码 ： 文 章 编 号 ：１０ －５ １ ２ １ ）４０ ２ —４ Ｔ １ ． Ｂ ０ １ ３ （０ ２ ０ －０７０ ５
ｐ ｒ ｍｅ ｅｓ Ｔｈ ｌ ｅ ｆＲＰａ ｄ ｒ ｓｉ ｔ ｄ ｂ ｎ ｅ ｃｅ ｔｉ ｒ ｔｏ ｔ ｏ ａ ａ ｔｒ ． ｅ ｖａｕ ｓｏ ｎ Ｒｓａｅ ｅ ｔｍａ ｅ ｙ ａ ｆ ｉｎ ｔ ａｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ． Ｆ ｒｈ ｒ ｒ ｉ ｅ ｕ ｔｅ ｍｏ ｅ，ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｓｓｍ— ｈ ｄ ｌｉ ｉ
・
分 布 式 电源 ・
低 压 电器 《０ ２ ｏ ４ ２１Ｎ ． ）
太 阳能 电池 的双 二极 管 数 学 模 型 的 简 化
牛 芳芳 ， 苏建徽 ， 耿 爱玲 （ 肥 工业 大学 能源研 究所 ， 合 安徽 合 肥
摘
２００ ） ３ ０ ９
要： 介绍 了一种简 化的太 阳能 电池双二 极管 数学 模 型。在光伏 系统 的应 用
照度 情况 下 ， 与双二 极管模 型相 比 ， 不能 精确地 表
示光 伏 电池 的特性 ¨ 。
本 文在一 般 的双 二 极 管模 型 基 础 上 ， 其 进 对
行了简化， 使其能够利用太阳能电池 的既有参数 ，
苏建徽 （９ ８ ） 男 ， １６ 一 ， 博士生导师 ， 研究方 向为电力电子与 电力传动 。 耿爱玲 （９ ５ ） 男 ， １８ 一 ， 硕士研究生 ， 研究方 向为电力电子与 电力传动 。