基于S函数的实用光伏模块Matlab仿真模型.PDFVIP

第25卷 第4期 广东工业大学学报 V01．25No．4 2008年 12月 JournalofGuangdongUniversityofTechnology December2oo8 基于 S函数的实用光伏模块 Matlab仿真模型 王 锋，张 淼，张矛盾 (广东工业大学 自动化学院，广东 广州 510090) 摘要：基于光伏模块的数学模型，在Matlab仿真环境下，利用S函数构建了实用的光伏模块仿真模型．利用该模型， 可以模拟实际光伏模块产品在不同太阳辐射强度、环境温度下的，_ 和P—V特性．该模型可直接用于光伏发电系统 的动态仿真研究，仿真结果证明了所建模型的合理性和实用性． 关键词：光伏模块 ；S函数；仿真模型 中图分类号：TP391．9 文献标识码：A 文章编号：1007-7162(2008)04-0069-04 太阳能是当今发展速度最快的新能源之一，从 c=(1一 )×e糕， (2) 20世纪90年代末期以来，太阳能光伏发电产品每 年以约30％的速度增长．我国光伏发电的地面应用 c=(一)×In1一)， (3) 始于 1973年，20世纪90年代 以来 ，我 国光伏 电池 的用量每年在以20％以上的速度增长 ¨J．太阳能光 d = 。 × R ×dt+( 一1)×，s，(4) 伏发电将是21世纪人类社会发展的一个重要领域． dv=一b×dt—Rs×di， (5) 太阳能光伏 电池造价昂贵，如果在研发阶段采用真 dt=Tc— 。f． (6) 实的光伏 电池阵列进行试验，将会产生试验成本高、 其中，R 、 分别为光伏 电池的太阳辐射强度和温 需要大量空旷场地和对 日照、自然气候依赖性强等 一 度参考值，一般取为 1kw／m 、25℃．在此参考条件 系列的问题，不利于初期研究．对于光伏 电池的仿 下，各参数的含义如下： 真建模，目前已有较多的研究，文献 [2]建立了光伏 o：电流变化温度系数，A／％；b：电压变化温度 电池单体的模型，文献 [3]建立了光伏阵列的模型， 系数，V／℃； ：光伏阵列的串联电阻，它受光伏组 但其模型较为简单，不能很好地反映光伏模块的特 件的串并联数影响，一般只有几欧姆 ；Is：短路 电流， 性，并且它们都未能针对实际的光伏模块进行建模． 因此，建立一个能模拟实际光伏模块的仿真模型，能 A；vo：开路电压，V；， ：最大功率点电流，A；Vm： 最大功率点电压，V；vo。：光伏模块的工作电压，V；，： 大大节约试验成本，加快光伏发电系统的研发速度． 光伏模块的工作电流，A；Tc：当前环境温度，oC；R： 1 光伏模块的数学模型 当前太阳辐射强度 ，kw／m ． 单体太阳能电池的输出电压、电流和功率都很 2 光伏阵列仿真模型 小，一般来说 电压只有 0．5V左右，输 出功率只有 基于上述数学模型，本文利用 Matlab环