光伏發(fā)電的MATLAB仿真概要

1、一、實驗過程記錄1畫出實驗接線圖 圖1實驗接線圖圖2光伏電池板 圖3實驗接線實物圖2實驗過程記錄與分析(1) 給出實驗的詳細步驟1實驗前根據(jù)指導書要求完成預習報告 O2按預習報告設(shè)計的實習步驟，利用 MATLAB建立光伏數(shù)學模型，如下圖4所O 示。圖4光伏電池模型其中PV Array模塊里子模塊如下圖5所示圖5 PV Array模型I *EL其中Iph, Uoc, Io, Vt子模塊如下圖6-9所示。 圖6Iph子模塊圖7Uoc子模塊圖8 Io子模塊圖9Vt子模塊3在光伏電池建模的基礎(chǔ)上，輸入實際光伏電池參數(shù)值，研究不同光照強度下、C不同溫度下光伏電池的I-V、P-V特性曲線，并得出結(jié)論。4設(shè)

2、計光伏電池測試平臺，在不同光照、溫度情況下測試光伏電池輸出電壓、輸C出電流值，對實測數(shù)據(jù)進行處理并加以分析，記錄實際光伏電池的I-V、P-V特性曲線，與仿真結(jié)果進行對比，得出有意義的結(jié)論。5確定電力變換電路拓撲結(jié)構(gòu)，設(shè)計電路中的相關(guān)參數(shù)值，通過MATLAB搭建O電路并仿真分析，搭建電路如圖10所示。JLJ”ICD鼻圖10離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)6確定系統(tǒng)MPPT控制策略，建立MPPT模塊仿真模型，并仿真分析。O系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，調(diào)節(jié)離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的電路和控制參數(shù)值，仿真并分析最大功率 跟蹤控制效果。（2）記錄實驗數(shù)據(jù)表1當T=290K時S=1305W/m2時的測試數(shù)據(jù)1(A)01 03133腫576 2

3、M7M7.9KUfV)27.326.226252421JlbLI0<1325A6.258.C460表2當T=287K時S=1305W/m2時的測試數(shù)據(jù)li A)D1t52血MJ«.D6,(t8S.I2UM27.626.225J 12192J.630310PWj0開.765.2693.93129.68.040表3當T=287K時S=1278W/m2時的測試數(shù)據(jù)KAE492.253聞406&73UM2b.22&25-4243219L5.4050PM<J27.24S38.74-57.15aayu.1.V.713.950二、實驗結(jié)果處理與分析1實驗數(shù)據(jù)的整理和選擇

4、使用MATLAB軟件其中的simulink工具進行模型的搭建。再對其進行仿真，得 到仿真曲線。使用Excel表格輸入實驗所測得U、I、P，在對其自動生成I-V，P- V曲線。2繪制不同光照強度下、不同溫度下光伏電池的I-V、P-V特性曲線；圖11 I-V曲線圖12 P-V曲線當T=290K時S=1305W/m2時的測擬合曲線圖13 I-V曲線圖14 P-V曲線當T=287K時S=1305W/m2時的擬合曲線圖15 I-V曲線圖16 P-V曲線當T=287K時S=1278W/m2時的擬合曲線3所得實驗數(shù)值和預習所得理論值比較，進行實驗結(jié)果的誤差分析所得實驗數(shù)值和預習所得理論值比較，仿真波形開路電

5、壓均比實驗所得的開路電 壓大，仿真波形最大功率也比實驗所得最大功率大，所取得最大功率值對應(yīng)的電 壓值也是仿真時比實驗時的大，造成這個現(xiàn)象的原因有以下幾點：（1）由于天氣原因，真實測試環(huán)境的光照強度有些不穩(wěn)定，前后變化幅度明 顯，這也導致了一部分的誤差。（2）太陽的角度以及方向一直在改變，這導致光伏電池板接收到的光照一直在 改變。實際上，光伏電池板所接受的光照強度是一直在變化的，光照不穩(wěn)定也是 產(chǎn)生誤差的原因之一。（3）光伏電池板放置在開闊環(huán)境內(nèi)，可能有灰塵落在板面上，可能造成熱斑效 應(yīng)。4實驗波形的描述和分析，對照實驗現(xiàn)象分析結(jié)果的物理、工程意義，得出有意 義結(jié)論。由上述所得I-V，P-V曲線

6、可知：其它條件一定時，光伏電池周圍環(huán)境溫度的升 高將使光伏電池的開路電壓下降，短路電流輕微增加，從而導致光伏電池的輸出 功率下降。光伏電池的溫度特性一般用光伏電池的溫度系數(shù)表示，溫度系數(shù)小， 說明光伏電池的輸出隨溫度變化的越緩慢。其它條件一定時，光伏電池表面光照 強度的增加將使光伏電池的短路電流增加，開路電壓也略微增加，從而導致光伏 電池輸出功率增加。5仿真實驗處理仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與曲線波形將光伏陣列輸入光強從1000W/m2經(jīng)過0.5s后使其變?yōu)?00W，光伏陣列輸 出功率如圖17所示。圖17改變光強光伏陣列輸出波形將光伏陣列輸入溫度從25C經(jīng)過0.5s后使其變?yōu)?5C光伏陣列輸出功率如圖18

7、 所示。圖18改變溫度光伏陣列輸出波形通過波形我們看出在周圍環(huán)境發(fā)生改變時，設(shè)計的L、C參數(shù)不是很理想，這些參數(shù)的使用范圍不是很廣泛，需要繼續(xù)調(diào)節(jié)參數(shù)。通過調(diào)節(jié)參數(shù)后，我們得到了比較理想的輸入波形、輸出波形。如圖19到圖20所示。圖19輸入波形圖20輸出波形6.對實驗過程中遇到的問題和錯誤進行分析（1）實驗測量時，萬用表量程選擇錯誤，致使實驗數(shù)據(jù)不精確。（2）仿真時，選擇L,C錯誤，致使波形錯誤。（3）光伏電池板參數(shù)設(shè)置錯誤，致使波形完全出錯。三、實驗心得體會通過本次課程設(shè)計，使我收獲頗多，使自己學到了許多東西且認識到了自己的不 足。在本次實驗中也遇到了許多問題，如：在做實物實驗中，由于萬用表的量程選擇 錯誤，致使數(shù)據(jù)不精確，經(jīng)自己的分析與檢查，解決這個問題后，得到了較為準 確的數(shù)據(jù)。在做仿真實驗中，使得波形波動較大，在自己查閱資料后，加了一個 濾波電路，使得波形較為理想。在本次課程設(shè)計中，我掌握了光伏電池的工作原理，boost電路的工作原理，simulink的使用和最大功率追蹤 MTTP的工作原理和工作方法。讓我對所學習的 boost電路有了更加深入的了解，對課堂上所講的PWM波的調(diào)制也有了進一步的了解，將之前課堂中有些不太明了的知識進行了梳理和補充。