1、光伏发电的MATLAB仿真光伏发电的MATLAB仿真一、实验过程记录1.画出实验接线图图1 实验接线图图2 光伏电池板 图3 实验接线实物图2.实验过程记录与分析（1）给出实验的详细步骤实验前根据指导书要求完成预习报告 按预习报告设计的实习步骤，利用MATLAB建立光伏数学模型，如下图4所示。图4 光伏电池模型其中PV Array模块里子模块如下图5所示。图5 PV Array模型其中Iph，Uoc，Io，Vt子模块如下图6-9所示。图6Iph子模块图7Uoc子模块图8 Io子模块图9Vt子模块在光伏电池建模的基础上，输入实际光伏电池参数值，研究不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-
2、V特性曲线，并得出结论。设计光伏电池测试平台，在不同光照、温度情况下测试光伏电池输出电压、输出电流值，对实测数据进行处理并加以分析，记录实际光伏电池的I-V、P-V特性曲线，与仿真结果进行对比，得出有意义的结论。确定电力变换电路拓扑结构，设计电路中的相关参数值，通过MATLAB搭建电路并仿真分析，搭建电路如图10所示。图10离网型光伏发电系统确定系统MPPT控制策略，建立MPPT模块仿真模型，并仿真分析。系统联调，调节离网型光伏发电系统的电路和控制参数值，仿真并分析最大功率跟踪控制效果。（2）记录实验数据表1当T=290K时 S=1305W/时的测试数据I(A)01.031.252.653.7
3、95.976.287.867.98U(V)27.326.226252421.5161.10P(W)026.98632.566.2590.96128.35100.488.6460表2当T=287K时 S=1305W/时的测试数据I(A)011.52.63.936.06.688.048.12U(V)27.626.225.825.123.921.620.510P(W)026.238.765.2693.93129.6136.948.040表3当T=287K时 S=1278W/时的测试数据I(A)01.041.492.253.666.066.737.98.06U(V)26.826.22625.424.3
4、21.913.40.50P(W)027.24838.7457.1588.94132.7190.183.950二、实验结果处理与分析1.实验数据的整理和选择使用MATLAB软件其中的simulink工具进行模型的搭建。再对其进行仿真，得到仿真曲线。使用Excel表格输入实验所测得U、I、P，在对其自动生成I-V，P-V曲线。2.绘制不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线；图11 I-V曲线 图12 P-V曲线当T=290K时 S=1305W/时的测拟合曲线图13 I-V曲线 图14 P-V曲线当T=287K时 S=1305W/时的拟合曲线图15 I-V曲线 图16 P-V曲线
5、当T=287K时 S=1278W/时的拟合曲线3.所得实验数值和预习所得理论值比较，进行实验结果的误差分析所得实验数值和预习所得理论值比较，仿真波形开路电压均比实验所得的开路电压大，仿真波形最大功率也比实验所得最大功率大，所取得最大功率值对应的电压值也是仿真时比实验时的大，造成这个现象的原因有以下几点：（1） 由于天气原因，真实测试环境的光照强度有些不稳定，前后变化幅度明显，这也导致了一部分的误差。（2）太阳的角度以及方向一直在改变，这导致光伏电池板接收到的光照一直在改变。实际上，光伏电池板所接受的光照强度是一直在变化的，光照不稳定也是产生误差的原因之一。（3）光伏电池板放置在开阔环境内，可能
6、有灰尘落在板面上，可能造成热斑效应。4.实验波形的描述和分析，对照实验现象分析结果的物理、工程意义，得出有意义结论。由上述所得I-V，P-V曲线可知：其它条件一定时，光伏电池周围环境温度的升高将使光伏电池的开路电压下降，短路电流轻微增加，从而导致光伏电池的输出功率下降。光伏电池的温度特性一般用光伏电池的温度系数表示，温度系数小，说明光伏电池的输出随温度变化的越缓慢。其它条件一定时，光伏电池表面光照强度的增加将使光伏电池的短路电流增加，开路电压也略微增加，从而导致光伏电池输出功率增加。5.仿真实验处理仿真产生的数据与曲线波形将光伏阵列输入光强从1000W/m2经过0.5s后使其变为500W，光伏
7、阵列输出功率如图17所示。图17 改变光强光伏阵列输出波形将光伏阵列输入温度从25经过0.5s后使其变为15光伏阵列输出功率如图18所示。图18 改变温度光伏阵列输出波形通过波形我们看出在周围环境发生改变时，设计的L、C参数不是很理想，这些参数的使用范围不是很广泛，需要继续调节参数。通过调节参数后，我们得到了比较理想的输入波形、输出波形。如图19到图20所示。图19 输入波形图20 输出波形6.对实验过程中遇到的问题和错误进行分析（1）实验测量时，万用表量程选择错误，致使实验数据不精确。（2）仿真时，选择L,C错误，致使波形错误。（3）光伏电池板参数设置错误，致使波形完全出错。三、实验心得体会
8、通过本次课程设计，使我收获颇多，使自己学到了许多东西且认识到了自己的不足。在本次实验中也遇到了许多问题，如：在做实物实验中，由于万用表的量程选择错误，致使数据不精确，经自己的分析与检查，解决这个问题后，得到了较为准确的数据。在做仿真实验中，使得波形波动较大，在自己查阅资料后，加了一个滤波电路，使得波形较为理想。在本次课程设计中，我掌握了光伏电池的工作原理，boost电路的工作原理，simulink的使用和最大功率追踪MTTP的工作原理和工作方法。让我对所学习的boost电路有了更加深入的了解，对课堂上所讲的PWM波的调制也有了进一步的了解，将之前课堂中有些不太明了的知识进行了梳理和补充。通过本次课程设计让我学到了许多人生的道理，学会了如何去提取信息，如何自主学习和解决问题的思路与方法，也让我明白了团队协作的重要性。我认为本次课程非常成功，建议学校以后可以更多地开展像这种类型的课程设计，让我们的知识更加巩固，锻炼我们的能力。
