光伏电池仿真
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第一章 光伏电池仿真
1.1 单个光伏电池数学模型
{}
()
[]()0.020011s s q V IR V IR s s
AKT L L sh sh
V IR V IR I I I e I I e R R ++⋅⎧⎫++=---=---
⎨⎬⎩⎭
其中191.610q -=⨯，23
1.3810
k -=⨯，T 为光伏电池的工作温度取300，A 为二极管的品
质因子（当T=330K 时，约为2.800.15±）在这里取2.8，
()13.80(1)s V IR s
L sh
V IR I I I e R +⋅+=---
其中L I 为电池发出的电流模型如下：
4{1()}{1 6.410(273)}100
L sc sc I I ht T Tr I T λ
λ-=⋅+⋅-⋅
=⋅+⋅⋅-⋅
0I 为微伏级，这里去8e-4；
据此可以建立Matlab 仿真模型（参考PV_Unit.mdl ），如图所示
单电池波形如下：
X轴表示输出电压，Y轴表示输出电流。下图分别为输出电压，电流，功率。
1.2 光伏电池并联模型
当光伏电池组使用p n 并时数学模型为
'
0()13.8
0'
()13.8
''
'
(1)(1)s p
s s L sh
s R
V I n p
p L p sh p
V IR R V I n I n I I n e
R n V IR I I e
R +⋅+⋅+=⋅-⋅⋅--
+=-⋅--
使用s n 串时数学模型为
()13.80(1)s s
V
s IR n s
L sh
V
IR n
I I I e
R +⋅+=--- 将串并联整理得
(
)13.8
0(
)13.8
0(
)13.8
0(1)(1)(1)p s s
s p
p s s
s p
s s p s
n V I R n n n p s s
p L p sh s
s s n V I R n n n p
p L p sh s p
I R n s s V n p
n p L p sh s p
n V I R n I n I I n e
R n R n V I n n I I n e
R n n R n V I n n I I n e
R n n ⋅+⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+
⋅⋅+⋅⋅=⋅-⋅⋅--
⋅⋅+⋅=⋅-⋅⋅--
⋅⋅+⋅=⋅-⋅⋅--
⋅
取新的并联电阻为："
sh sh s
p R n R n ⋅=
； 取新的串联电阻为："
s s s
p
R n R n ⋅=
； 取新二极管电流为："
(
)13.8
()13.8
00(1)(1)s s p
s
s
s
R n V I V I R n n n d p p I I n e
I n e
⋅+⋅+⋅⋅⋅=⋅⋅-=⋅⋅-
根据上述公式可以搭建串并联仿真模型（参考文件PV_800V_500A.mdl）；如图所示
将上述模型进行封装，如图所示
该模型为短路电流为0.2A；开路电压为400mV；使用2000个串联，2500个并联可以产生800V，500A的模组；仿真如下