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光伏发电系统的建模及仿真分析
作者：张海晶景志慧来源：《中国科技博览》2018年第06期
摘要光伏发电（Photovoltaicpowersystem，PV）作为一种典型的分布式发电技术，其并网运行具有重要的研究价值和广阔的应用前景，本文将在MatlabSimuli
k仿真环境中建立具有通用性的光伏发电工程模型，并进行仿真分析。
关键词光伏发电；建模；仿真分析
中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1009914X（2018）06029101
引言
分布式发电（DistributedGe
eratio
，DG）是近些年倍受关注的一种发电形式，它利用太阳能、风能、潮汐能等可再生的清洁能源发电，实现了能源利用的多样化，被认为是一种极有发展前途的发电技术。而光伏发电无疑是其中极具代表性和发展前景的一种。因此，建立具有通用性的光伏系统工程用模型十分必要。
1光伏发电系统工作原理
按目前常见的两级式光伏发电系统建模，第一级为DCDC变换，第二级为DCAC变换。第一级在光伏电池与负载之间增加了一个DCDC变换器1，如图1所示，其作用是升高光伏电池输出直流电压到一个合适的水平。
2光伏电池的数学模型
光伏电池是光伏发电系统的基础和核心。它是利用某些材料受到太阳光照时而产生的光伏效应，将太阳辐射能转换成电能的器件3。光伏电池的等效电路如图2所示：
其中为光生电流，为二极管结电流，为结电容（分析中可忽略），为串联电阻、低阻值小于，为并联电阻、高阻值数量级为。根据电路原理及shockloy的扩散理论2可得：
（21）
其中为反向饱和电流（数量级为），为电子电荷（），为二极管因子（取值范围）1：5，k为波尔兹曼常（），T为绝对温度。
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电池厂家一般提供光谱，光照强度，电池温度时（此状态称为标准情况，简称标况）的参数。：光伏电池短路电路；：光伏电池最大功率点电流；：光伏电池开路电压；：光伏电池最大功率点电压。
建立工程数学模型，要在式（2l）基础上做两点近似：1、通常，非常大，因此远小于电池电流，该项可以忽略；2、通常，远小于二极管正向导通电阻，因此假设；同时，有两个条件成立：1、开路情况下，；2、在最大功率点，；基于以上几点，令、，式（2l）简化为：（22）式（22）为光伏电池工程实用表达式。3光伏阵列的建模与仿真分析根据光伏电池的工程数学模型，在MatlabSimuli
k中建立的光伏电池模块是一个受控电流源，以下仿真不同温度和光照强度下，光伏电池的IV和PV特性，以验证模型的正确性。为的光伏电r