光伏电池数学模型分析及MPPT控制仿真_郭长亮

实用光伏电池建模及MPPT算法仿真郭爽;王丰贵【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2014(000)008【摘要】基于工程用光伏模块输出方程，利用Matlab/Simulink建立一个光伏电池实用仿真模型。

该模型可以模拟实际光伏模块在不同环境下的输出特性曲线。

在传统的电导增量法基础上利用计算得到的步长进行最大功率点跟踪，通过仿真结果表明在外界环境剧烈变化时改进的电导增量法可以快速跟踪光伏电池的最大功率点。

该文是在Matlab/Simulink中实现了梯度变步长电导增量法，且在此给出该算法的模型搭建图，并在保证仿真精度的情况下通过加入延迟模块解决了仿真中的代数环问题。

%Based on output equation of engineering PV module,a practical simulation model of PV cells was established by means of Matlab/Simulink. This model can simulate the output characteristic curves of practical PV module under different en-vironments. The calculated step length is adopted to track maximum power point on the basis of the traditional incremental con-ductance method. The simulation results show that the maximum power point of photovoltaic cells can be fast tracked with theim-proved incremental conductance method as the external environment changes violently. The innovation of this paper is that the gradient variable step incremental conductance method is implemented inMatlab/Simulink,the simulation model diagram of the algorithm is presented in this paper,and the algebraic loop problem existing insimulation is solved by adding a delay module in the case of ensuring the precision.【总页数】3页(P148-150)【作者】郭爽;王丰贵【作者单位】山东省科学院自动化研究所，山东济南 250014; 南京理工大学自动化学院，江苏南京 210094;山东省科学院自动化研究所，山东济南 250014【正文语种】中文【中图分类】TN964-34【相关文献】1.光伏电池建模及变步长MPPT控制 [J], 马爱华;李磊;师贺2.基于光伏电池模型的MPPT算法仿真 [J], 赵西超;关维国;王晓斌;程猛3.基于光伏电池模型的MPPT算法仿真 [J], 赵西超;关维国;王晓斌;程猛4.光伏电池建模以及MPPT仿真分析 [J], 刁明君5.光伏电池建模及变步长MPPT控制 [J], 马爱华;李磊;师贺因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

光伏电池建模以及MPPT仿真分析刁明君【摘要】为更好地利用光伏电池,通过对光伏电池数学模型的分析,基于Matlab/Simulink仿真环境,用实际参数进行校验,建立了更加贴近实际的光伏电池仿真模型.为验证光伏电池模型的真实性,对不同光照强度、环境温度下的光伏电池输出特性进行了分析,提出了一种改进的扰动观察法来实现光伏电池的最大功率点跟踪,通过Simulink中的function模块来建模仿真,验证了模型建立的合理有效性.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2018(035)007【总页数】3页(P30-32)【关键词】光伏电池;模型MPPT;扰动观察法【作者】刁明君【作者单位】青岛大学自动化与电气工程学院,山东青岛266071【正文语种】中文0 引言一次能源的使用越来越多，但是总量却是有限的，与此同时造成的环境污染问题也很严重，所以二次能源的开发与利用亟待快速发展。

光伏发电是一种清洁、安全、可靠的发电模式，是一个热门研究方向。

光伏发电的最大功率点跟踪是必须解决的问题，其中扰动观察法是实现MPPT的重要方法之一。

1 光伏电池的数学模型及输出特性1.1 光伏电池的数学模型太阳能电池表面由两种不同的材料组成，一种是P型区，空穴多，另一种是N型区，自由电子多。

当阳光照到电池板时，在两者的接触面就会形成一种特殊的薄膜，在太阳能提供能量下，会导致各个区域多子的漂移，来减少两个区域少子的浓度差。

这个过程持续下去，就能在两个区域之间产生一定的电动势，此时将两个区域如果短接的话，就能形成电流。

如图1所示，由基尔霍夫定律KCL、KVL可以得到光伏电池的输出电流I：图1 光伏电池等效电路模型设光伏电池在标准测试条件下（S＝1 000 W／m2，T＝25℃）的开路电压为Uoc，短路电流为Isc，最大功率点电压为Um，最大功率点电流为Im，结合工程实际，光伏电池的输出特性方程可表示为［1］：其中：采用的光伏电池是单晶硅类型时，工程上a、b、c的典型取值分别为0.0025℃－1、0.5 m2／W、0.00288℃－1。

2017年6月POWER SUPPLY TECHNOLOGIES AND APPLICATIONSJun.2017基于光伏电池模型的！PPT 算法仿真赵西超，关维国，王晓斌，程猛(辽宁工业大学电子与信息工程学院，辽宁锦州121001)摘要：根据光伏电池的内部结构建立了光伏电池的Matlab 模型，并分析光伏电池在不同工况下的输出特性。

针对传统的光伏最大功率点跟踪（MPPT %算法跟踪速度与稳定的矛盾，提出一种定电 压结合变步长电导增量法。

该算法具有跟踪速度快与工作稳定的优点。

通过Matlab 仿真验证表明， 该算法能够显著提高M PPT 跟踪的速度与稳定性。

关键词：光伏电池建模；最大功率点跟踪（MPPT );改进变步长电导增量法中图分类号：TM 615文献标识码：A 文章编号0219-2713(2017)06-012-004随着传统能源的日益枯竭，太阳能成为一种十 分具有潜力的新能源，光伏发电是当前利用太阳能 的主要方式之一。

光伏发电系统的主要问题是光伏 电池的转换效率低且价格昂贵。

因此，如何充分利 用光伏阵列转换的能量，提高光伏逆变器工作效率 一直是光伏发电系统研究的主要方向，太阳能光伏 发电系统的最大功率点跟踪（MPPT ，MaximumPowerPointTracker )就是其中一个重要的研 究课题[12]。

最大功率点跟踪(MPPT )控制策略是通过实时 检测光伏阵列的输出功率，采用一定的控制算法预 测当前光照温度条件下光伏电池阵列可能输出的 最大功率，通过改变当前接人太阳能电池阻抗的大 小来满足最大功率输出的要求。

目前国内外已研究 出多种方法，常用的有定电压跟踪法(CVT )，扰动观 察法（PP 0)，固定步长电导增量法(INC )。

虽然以上方法被广泛应用，但仍有跟踪速度和精度的矛盾， 容易造成系统的不稳定和能量的浪费[34]。

本文提出一种定电压结合变步长电导增量法 实现最大功率点跟踪，用matlab 的M 语言建立光 伏电池的等效电路模型。

基于MATLAB的光伏模块输出特性及MPPT的建模与仿真虞宝存;张洪亮;朱增军;王伟定【期刊名称】《浙江海洋学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)001【摘要】基于光伏模块的等效电路模型,结合simulink中的S函数,建立了光伏电池仿真模型。

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I-V和P-V特性。

分析了常见的最大功率跟踪（MPPT）方法爬坡法,并建立了仿真模型。

%Based on the data of bottom trawl surveys in Daiquyang during spring （May）, summer （August）, autumn （November） 2010, and winter （February） 2011, the species diversity of shrimps was analyzed. Sweeparea method and analysis of variance were used here. The results indicated that： A total of 13 species of shrimps were caught by bottom trawl, which belonged to 10 genera, of 8 families. Both the biomass and the abundance density of shrimps reached the maximum in autumn, but decreased to the minimum in spring, and the difference in the biomass and number abundance density was significant （P〈0.05）. The relationship btween the biomass and average bottom sea water salinity can be denoted by binary curve （P〈0.01）. Palaemon gravieri was the dominant species for all the year. The Margalef richness index （D）, Shannon-Wiener diversity index （H＇） and Pielou evenness iddex（J＇）were highest in summer and lowest in winter. In addition, the Margalef rich ness index （D） and Shannon-Wiener diversity index （H＇） in summerand autumn were higher than those in winter and spring in Daiquyang, however, which was contrary in the offshore waters, the opposite phenomenon be- tween Daiquyang and offshore waters was mainly due to its response to the seasonal variations of bottom sea water temperature.【总页数】5页(P18-22)【作者】虞宝存;张洪亮;朱增军;王伟定【作者单位】浙江海洋学院海洋与渔业研究所,浙江省海洋水产研究所,农业部重点渔场渔业资源科学观测实验站,浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室,浙江舟山316100;浙江海洋学院海洋与渔业研究所,浙江省海洋水产研究所,农业部重点渔场渔业资源科学观测实验站,浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室,浙江舟山316100;浙江海洋学院海洋与渔业研究所,浙江省海洋水产研究所,农业部重点渔场渔业资源科学观测实验站,浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室,浙江舟山316100;浙江海洋学院海洋与渔业研究所,浙江省海洋水产研究所,农业部重点渔场渔业资源科学观测实验站,浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室,浙江舟山316100【正文语种】中文【中图分类】S932.51【相关文献】1.基于Matlab/Simulink的光伏电池输出特性仿真研究 [J], 唐俊;周海峰;王荣杰;叶晓军2.实用光伏模块及MPPT Matlab仿真模型 [J], 杨宜凡;周玉荣3.基于 Matlab／Simulink 的光伏电池输出特性仿真分析 [J], 张峥;景敏;乔怡4.太阳能电池输出特性与光伏阵列MPPT仿真研究 [J], 唐法雷;李蕴秋;陈诚;5.Z源光伏系统MPPT模块的Matlab仿真设计 [J], 袁浩;吴雷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

- 1 -光伏发电系统中MPPT 控制算法的研究及仿真陈公兴(广东技术师范学院天河学院,广东广州 510540摘要:文章阐述了光伏发电系统的组成和光伏特性,介绍了MPPT 控制算法和基本原理,重点论述了扰动观测法和模糊神经控制法等MPPT 控制算法,并展望了MPPT 控制算法在光伏系统中的发展方向,对MPPT 控制算法进行计算机仿真。

关键词:光伏系统;MPPT 控制算法;仿真中图分类号:TM615 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(201115-0001-02随着能源危机以及环境污染问题的日益严重,世界各国对能源尤其是再生能源越来越重视,不断加大对再生能源研究的资金投入。

光伏发电系统没有机械运动部件,具有无污染、无噪音、清洁、安全、寿命长、资源永不枯竭等特点,特别是由于其独特的模块化结构,太阳能被广泛的运用到各个领域中。

光伏产业在不断的兴起,它将成为将来的主导能源之一,在再生能源中有着不可替代的重要作用。

1 光伏发电系统1.1 光伏发电系统的组成光伏发电系统主要是由光伏阵列、DC/DC 变换器、负载和MPPT 控制器组成的。

MPPT 控制器通过分析太阳能阵列的输出参数以及负载处的工作参数来改变DC -DC 变换器的输出来完成对最大功率点(MPP 的跟踪,这些参数包括电压、电流和功率。

1.2 太阳能电池的光伏特性影响太阳能电池光伏特性的因素很多,主要因素是温度和日照,从而它的输出具有非线性特性,图1和图2分别给出了太阳能电池的伏安特性和伏瓦特性。

(a 相同温度不同日照 (b 相同日照不同温度图1 太阳能的伏安特性(a 相同温度不同日照 (b 相同日照不同温度图2 太阳能的伏瓦特性从图中可以看出,太阳能的最大功率点随着日照和太阳能电池自身温度的改变而变化的,而这两个外在因素存在着极大的不确定性、无规律性,因此为太阳能光伏系统建立一个精准的系统模型相当难。

最大功率跟踪的方法有扰动观测法和模糊和神经网络控制法等等。

光伏电池非线性模型求解及MPPT 研究郭新军1，孔婉琦2，骆继明1，黄明明1（1.河南工程学院电气信息工程学院，河南郑州451191；2 河南牧业经济学院工程管理系，河南郑州450044）摘要：基于光伏电池组件的四个基本技术参数，提出了一种光伏电池组件数学模型参数精确计算方法。

开发了光伏阵列仿真模型，基于改进的扰动观察法实现光伏组件 MPPT 控制。

利用该模型分析了任意光照强度、环境温度下光伏组件的输出特性。

通过 MSX-60 光伏组件进行了仿真验证。

结果表明，所提出方法在求解参数时更为精准，与基于普通扰动观测法的控制策略比较分析表明，改进的扰动观察法有着较高的最大功率跟踪效率。

关键词：光伏发电；光伏阵列；扰动观察法；最大功率跟踪中图分类号：TM 615 文献标识码：A 文章编号：1002-087 X(2014)08-1478-04Photovoltaic array nonlinear model solution and MPPT researchGUO Xin-jun1, KONG Wan-qi2, LUO Ji-ming1, HUANG M ing-ming1(1.Electrical I nformation E ngineering D ep artment, H enan E ngineering C ollege, Zhengzhou Henan 451191, C hina; 2.Engineering C ontrolDepartment, H enan C ollege o f Animal H usbandry a nd E conomy, Zhengzhou H enan 450044, C hina)Ab st r ac t:An accu r a t e ca l cu l a t i on m e t ho d f o r m echan i sm m o d e l p a r a m e t e r s o f p ho t ovo l t a i c a rr a y w a s p r o p ose db ase d on i t s f ou r i nhe r en t t echno l o g y p a r a m e t e r s.S i m u l a t i on m o d e l o f p ho t ovo l t a ic a rr a y w a s e st a b li shed an d M PP T con tr o l w a s r ea li ze d b y i m p r ove d p e rt u r b a t i on an d o b se r va t i on (P&O)m e t ho d.The ou t p u t cha r ac t e r i st i c s o fp ho t ovo l t a i c a rr a y un d e r an y ill u m i na t i on i n t en si t y l eve l an d a m b i en t t e m p e r a t u r e w e r e ana l yze d b y t he m o d e l. Them o d e l w a s t e st e d b y M SX-60 p ho t ovo l t a i c a rr a y. The si m u l a t i on r esu l t s i n d i ca t e t ha t t he p r o p ose d m e t ho d i s m o r ep r ec i se d u r i n g ca l cu l a t i n g. The co m p a r i son an d ana l ysi s w i t h t he con tr o l st r a t e g y o f g ene r a l P&O m e t ho d sho w t ha tt he i m p r ove d P&O m e t ho d ha s h i g he r e ff i c i enc y f o r M PP T.Ke y w o r d s:p ho t ovo l t a i c p o w e r g ene r a t i o n;p ho t ovo l t a i c a rr a y;p e rt u r b a t i on an d o b se r va t i on m e t ho d;m a xi m u m p o w e r p o i n t tr ac k光伏发电将太阳光能转换成电能以供使用，被认为是最具有应用前景的新能源技术。

基于simulink的带有MPPT功的光伏电池的仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：本科毕业设计（论文）基于Simulink的带有MPPT功能的光伏电池的仿真学院电力学院专业电气工程及其自动化学生姓名郭子暄学生学号 20083015192指导教师荆朝霞提交日期 2012年 5 月 20 日摘要如今，在全球经济与科技高速发展的背景下，能源消耗自然成为不可忽略的问题。

在传统化石燃料，如煤、石油、天然气等面临枯竭之时，新能源的开发与利用成为当今的热点。

在众多新能源中，光能由其高效、可持续以及无污染等特点进入了人们的视野。

光伏电池也应运而生。

本文首先通过对光伏电池单二极管等效电路的分析，以PV-MF165EB3光伏单元为例，基于高斯-赛德尔法提出了光伏电池等效电路中未知参数的求取方法，并利用Matlab/Simulink建立相关数学模型以仿真其输出特性。

经验证，该模型能够较为精确地仿真PV-MF165EB3单元的I-V以及P-V特性。

应用于光伏系统的最大功功率跟踪控制系统（MPPT）是为了使得光伏电池在不同的温度、光照强度以及电力负荷情况下实现功率的最大化。

在本文当中，在I-V以及P-V 特性基础之上，通过对其非线性特性的分析提供了最大功率跟踪控制算法—电导增值法，在本文中详细讲述了电导增量法的计算原理以及相关计算流程。

为使输出端功率最大化，应用Boost升压电路跟踪最大功率点处电压，并经过逆变器完成其逆变，并分析逆变的效果。

关键词：光伏系统；最大功率跟踪；电导增量法AbstractRecently, with the rapid developing of economic and technology, the energy problem hasgrown into a great issue which cannot be ignored. Nowadays under the background that conventional fossil fuels are running out quickly, the exploitation of new resources became an outstanding research focus. Among new resources, solar power which has the characteristics of high efficiency, sustainability, non-pollution comes into people’s sight. Naturally, PV panel comes into being.In this paper, firstly we made an analysis for the single-diode equivalent circuit for PV system. Taking the PV-MF165EB3 module as an example, we come up with the method for obtaining the unknown parameters based on GAUSS–SEIDEL METHOD. After that with the applying of Matlab/Simulink, we can obtain the output characteristics of PV system. Through validating, the model can simulate the P-V and I-V characteristics of PV-MF165EB3 module accurately.A maximum power point tracking control (MPPT) is used for a photovoltaic (PV) system in order to maximize the output power irrespective of the temperature and irradiation conditions and of the load electrical characteristics. In this paper, on the basis of the P-V and I-V characteristics, through the research of the non-linear character, the Increase Conduct Algorithm is recommended to track the maximum power point. And here we will explain the flowchart of this method in detail.In order to maximize the output power, a boost converter is applied to obtain the voltage at MPP, through an inverter , the PV system is connected with the micro power grid to supply electric power .Based on the theory of inversion , we will build a model to analyze the outputlead by SVPWM control method.Keyword: Photovoltaics, Maximum Power Point Tracking (MPPT), Increase ConductAlgorithm目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 分布式发电的研究背景与发展意义 (1)1.2 光伏发电系统概述 (1)1.3 国内外光伏系统的发展现状 (3)1.3.1 国内光伏系统的发展现状 (3)1.3.2 国外光伏系统的发展现状 (3)1.4 本文的研究的内容 (6)第二章风光互补微电网简介............................... 错误！未定义书签。

基于SIMULINK的光伏电池及MPPT建模仿真光伏电源模型的正确建立对研究光伏并网意义重大，准确的建立光伏电池对研究其输出特性也非常重要。

本文依据光伏电源的技术参数，运用MATLAB软件建立了可以实现最大功率跟踪的光伏电源模型。

经过仿真分析，表明了此模型的实用性，重点研究其光伏输出特性。

标签：光伏电源；MPPT模型；仿真分析Modeling and Simulation of photovoltaic cells and MPPT based on SIMULINK （Yanchun Zhang，Xiaoyan Jiang）（Agriculture and Animal Husbandry College of Tibet University ；Tibet ；Linzhi；860000）[Abstract]The correct establishment of photovoltaic power model is of great significance toresearch on photovoltaic grid-connected. Accurate establishment of photovoltaic cell is very important to research on the output characteristic.On the basis of thetechnical parameters of photovoltaic power，through simulation analysis，a photovoltaic power model can achieve maximum power point tracking using MATLAB software，proves the feasibility of this model ，and this pape focus on the research photovoltaic output characteristics.[keyword] photovoltaic power ；MPPT model；simulation analysis.1引言资源问题已经是世界上一个重大问题，太阳能被认为是最具竞争力的能源之一[1]，具有绿色、环保、资源非常丰富的优点，太阳能发电在全世界范围内已经广泛开展[2]。

光伏电池特性及其MPPT技术的仿真分析管少康（临沂市第一中学，山东临沂276000）摘要：传统化石能源带来的全球性环境问题越来越严峻，太阳能作为一种清洁的可再生能源而备受重视。

本文在分析了光伏发电产业在国内外研究现状与发展情况的基础上，首先介绍了光伏电池的基本原理和电路理论基础，并研究温度和光照强度不断变化时光伏电池等效模型的输出特性及精确度。

随后对光伏发电中的最大功率点跟踪技术进行了研究，并在Buck降压斩波电路中对扰动观察法进行了理论及仿真分析，与理论值基本吻合且效果显著。

关键词：光伏电池；最大功率点跟踪；MATLAB/Simulink仿真一、引言随着煤、石油、天然气等传统化石能源的储量在日渐枯竭，能源危机以及由此引发的环境、社会问题已经成为当今人类发展道路上的巨大挑战。

世界各国开始大力发展新型能源，以求通过改进能源结构来解决能源危机。

在诸多种类的新能源中，取之不尽的太阳能成为人们关注的焦点，除了能源储量丰富（地球接收太阳能的总功率为1.75×1017W）,太阳能发电还具有对环境无污染、制约条件少、受地域影响小等优点。

20世纪80年代，发达国家就已建成多个试验性的光伏并网发电站，并实施了发展光伏发电技术的多项工程。

相较于发达国家而言，我国的光伏发电产业则起步较晚，存在着一些技术上和制度管理上的不足，仍有很大的发展潜力。

因此，对光伏发电技术的研究是十分重要和必要的。

根据光伏电池的工作原理及最大功率点跟踪技术，本文搭建了MATLAB/Simulink仿真模型分析光伏电池的输出特性曲线。

二、光伏电池的原理及数学模型（一）光伏电池的原理光伏电池实际是一个能量转换器,它将光能DOI:10.19474/ki.10-1156/f.000252转化为电能的现象叫做光生伏特效应。

这种效应具体是指：物体在吸收太阳光之后，内部所含是电子-空穴对进行定向运动，即其分布位置和含量均发生变化，从而形成所需电动势的效应。

光伏电池和MPPT控制器的仿真模型
李洁; 刘蕴达
【期刊名称】《《电源技术》》
【年(卷),期】2012(36)12
【摘要】分析了光伏电池的工程用数学模型,并在MATLAB环境下建立了光伏电池的仿真模型。

设计了最大功率点跟踪控制器的仿真模型,用来实现光伏电池的最大功率输出。

该控制器使用导纳增量法实现最大功率点跟踪。

在
MATLAB/SIMULINK环境下搭建光伏发电系统的仿真模型进行了仿真。

仿真结果表明,搭建的仿真模型能够准确地反映不同自然条件下光伏发电系统的特性与功能,可以用于光伏发电系统的仿真研究。

【总页数】4页(P1836-1839)
【作者】李洁; 刘蕴达
【作者单位】内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010
【正文语种】中文
【中图分类】TM615
【相关文献】
1.光伏电池新型仿真模型及MPPT控制器的研究 [J], 高金辉;邢倩;马高峰
2.改进3点权位法的光伏电池MPPT控制器的应用研究 [J], 张毅;帕孜来·马合木提;徐立亮
3.实用光伏模块及MPPT Matlab仿真模型 [J], 杨宜凡;周玉荣
4.基于MPPT光伏路灯照明系统光伏充电仿真模型的设计 [J], 张志宏
5.基于PSCAD的光伏阵列和MPPT控制器的仿真模型 [J], 孙自勇;宇航;严干责;李军徽;陈葳
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光伏发电中MPPT算法设计及仿真发表时间：2017-03-27T11:43:43.640Z 来源：《电力设备》2017年第2期作者：刘硕张立飞葛强[导读] 对光伏阵列的物理特性进行分析，在PSIM仿真环境下，采用C block模块建立了太阳能光伏阵列的仿真模型。

（扬州大学水利与能源动力工程学院江苏扬州 225127）摘要：对光伏阵列的物理特性进行分析，在PSIM仿真环境下，采用C block模块建立了太阳能光伏阵列的仿真模型。

基于光伏阵列的输出特性，提出一种使用模糊控制的最大功率点跟踪技术，使用PSIM和SIMLINK联合仿真方法对该算法进行验证，结果表明，该算法能够快速准确地跟踪光伏阵列的最大功率点。

关键词：光伏阵列；最大功率点跟踪；模糊算法；联合仿真目前，资源短缺和环境污染已经成为全世界关注的问题，新能源和可再生能源的利用和开发就显得更加重要，如何提高光伏发电的效率一直是研究的热点。

最大功率点跟踪技术的应用，可以有效地提高光伏发电的效率。

本文通过对光伏阵列进行建模仿真，通过对输出特性的研究，提出了一种使用模糊算法的最大功率点追踪技术。

为了使仿真结果更加准确可靠，本文使用MATLAB和PSIML联合仿真的方法进行仿真验证，充分发挥了两种软件在电力仿真方面的优势。

1 光伏阵列的PSIM仿真模型PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。

PSIM全称Power Simulation。

PSIM是由SIMCAD 和SIMVIEM两个软件来组成的。

在仿真中使用的都是器件的理想模型，计算速度和精度都非常的高，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。

用户可根据自己的需求搭建器件模型，给建模带来了很大的灵活性。

首先，给出仿真模型的数学表达：上述模型根据各变量之间的数学关系建立，能够模拟外界温度、光照变化对光伏阵列输出特性的影响，参数可以根据需要进行修改，模型具有较高灵活，仿真精度高等特点。

图1 光伏电池物理模型等效电路这种建模方式的特性可利用电路基础知识得出：（公式（1）中：表示光伏电池光生电流，表示二极管反向饱和电流，串联电阻主要影响最大功率，并联电阻主要由制造缺陷引起，以分流的形式造成功率损失，表示二极管理想因子（取值1≤≤2），是波尔兹曼常为光伏电池温度，为串联光伏单元个数。

如果能够采用精确的半导体参数进行建模，那么这个模型就可较为准确的模为修正系数，可以通过解公式（为短路电流，为开路电压，为最大功率电压（均为标准状况下参数）。

而以上这些参数厂家是向我们提供的，所以，这种建模方式省时省力，但是所有参数均是标准状况下的参数，无法充分仿真不同环境条件作用时，光伏电池的工作情况，于是我们需要一定的修正方法，查阅相关文献后，大致归纳为以下两种修正方法。

下公式：其中：式中，和分别表示参考太阳辐照强度和参考光伏电池板温度，一般取值为。

和分别表示参考光照强度下，电流和电压的温度变化系数。

为光伏电池模块串联电则通过求导取其极值时，得出：上式可以用牛顿迭代法进行迭代求出，即为最大功率点图2 扰动观测法流程图这种控制方式易于理解，需求测量的参数较少，控制简单。

但其实质是不断扰动输出电压，这必然会导致最终的工作点会在最大功率点左右振荡，且扰动步长越大，振荡幅度越大，这会引起一定的功率损失。

同时，当外界环境变化剧烈时，该方式还会产生“误判”的情况，基于这些缺点，改进型扰动观测法应运而生。

（2）改进型扰动观测法改进扰动观测法[6]正如其名，是对扰动观测法的改进。

下图为改进扰动观测法的流程图，方框中的部分即为改进部分，当光伏电池输出电压与光伏电池最大功率点电压的差的绝对值大于修扰动步长时，则使此时输出电压变为最大功率点电压。

这样考虑到了当外界环境变化较为剧烈时，传统的扰动观测法会导致电流或电压崩溃现象，从而产生误动作的情况。

而且，这种方法跟踪速度较传统的扰动观测法更快，功率损耗较小。

图3 改进型扰动观测法流程图（3）电导增量法电导增量法(Incremental Conductance, INC)是基于P-U 线，通过求导取极值点的思想进行工作的。

实用光伏电池建模及MPPT算法仿真作者：郭爽王丰贵来源：《现代电子技术》2014年第08期摘要：基于工程用光伏模块输出方程，利用Matlab/Simulink建立一个光伏电池实用仿真模型。

该模型可以模拟实际光伏模块在不同环境下的输出特性曲线。

在传统的电导增量法基础上利用计算得到的步长进行最大功率点跟踪，通过仿真结果表明在外界环境剧烈变化时改进的电导增量法可以快速跟踪光伏电池的最大功率点。

该文是在Matlab/Simulink中实现了梯度变步长电导增量法，且在此给出该算法的模型搭建图，并在保证仿真精度的情况下通过加入延迟模块解决了仿真中的代数环问题。

关键词：实用光伏模型；改进电导增量法； MPPT； Matlab仿真中图分类号： TN964⁃34 文献标识码： A文章编号： 1004⁃373X（2014）08⁃0148⁃03 Modeling of practical PV battery and simulation of MPPT algorithmGUO Shuang1，2， WANG Feng⁃gui1（1. Institute of Automation， Shandong Academy of Sciences， 250014， China；2. Department of Automation， Nanjing University of Science and Technology， Nanjing 210094， China）Abstract： Based on output equation of engineering PV module， a practical simulation model of PV cells was established by means of Matlab/Simulink. This model can simulate the output characteristic curves of practical PV module under different environments. The calculated step length is adopted to track maximum power point on the basis of the traditional incremental conductance method. The simulation results show that the maximum power point of photovoltaic cells can be fast tracked with the improved incremental conductance method as the external environment changes violently. The innovation of this paper is that the gradient variable step incremental conductance method is implemented in Matlab/Simulink， the simulation model diagram of the algorithm is presented in this paper， and the algebraic loop problem existing in simulation is solved by adding a delay module in the case of ensuring the precision.Keywords： practical PV model； improved incremental conductance； MPPT； Matlab simulation目前，光伏太阳能等新能源的开发和利用受到越来越多的关注。

基于matlab光伏发电系统的MPPT控制与仿真
郭海霞;石明垒;李娟
【期刊名称】《山西农业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2013(033)001
【摘要】结合光伏电池常用的等效电路和太阳能电池的数学模型,基于
Matlab/Simulink建立了光伏电池的仿真模型,得到光伏电池的P-U曲线,并对仿真结果进行了分析.与传统的光伏电池模型相比,本文考虑了环境温度与电池温度之间的关系,使得光伏电池的仿真结果能反映实际环境与电池温度的变化；提出了改进扰动观察的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,并建立了带有MPPT控制功能的光伏发电系统仿真模型,仿真结果表明,该系统能较好地实现最大功率点的跟踪,提高了光伏电池的发电效率.
【总页数】7页(P76-81,92)
【作者】郭海霞;石明垒;李娟
【作者单位】山西农业大学工学院,山西太谷030801;山东大学电气工程学院,山东济南250061;山东大学电气工程学院,山东济南250061
【正文语种】中文
【中图分类】TM615;TM743;TP399
【相关文献】
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