光伏發(fā)電的MATLAB仿真

1、一、實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄1.畫出實(shí)驗(yàn)接線圖圖1實(shí)驗(yàn)接線圖圖2光伏電池板圖3實(shí)驗(yàn)接線實(shí)物圖2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄與分析1給出實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)步驟實(shí)驗(yàn)前根據(jù)指導(dǎo)書要求完成預(yù)習(xí)報(bào)告按預(yù)習(xí)報(bào)告設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)步驟，利用 MATLAB建立光伏數(shù)學(xué)模型，如以下圖 4 所示。圖4光伏電池模型其中PV Array模塊里子模塊如以下圖5所示圖5 PV Array模型其中Iph, Uoc, Io, Vt子模塊如以下圖6-9所示。圖6Iph子模塊CDIplhGZ)UrjD圖7Uoc子模塊-KIIoFen圖8 Io子模塊圖9Vt子模塊在光伏電池建模的根底上，輸入實(shí)際光伏電池參數(shù)值，研究不同光照強(qiáng)度下、不同溫度下光伏電池的I-V、P-V特性曲線

2、，并得出結(jié)論。設(shè)計(jì)光伏電池測(cè)試平臺(tái)，在不同光照、溫度情況下測(cè)試光伏電池輸出電壓、 輸 出電流值，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并加以分析，記錄實(shí)際光伏電池的 I-V、P-V特 性曲線，與仿真結(jié)果進(jìn)行比照，得出有意義的結(jié)論。確定電力變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)電路中的相關(guān)參數(shù)值，通過(guò)MATLAB搭建電路并仿真分析，搭建電路如圖10所示。圖10離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)確定系統(tǒng)MPPT控制策略，建立MPPT模塊仿真模型，并仿真分析。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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1當(dāng)T=290K時(shí) S=1305W/m2時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)1(A)07.98uv27.3262524

3、160P(W)00表2當(dāng)T=287K時(shí) S=1305W/m2時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)I(A)01U(V)10P(W)00表3當(dāng)T=287K時(shí) S=1278W/m2時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)I(A)0U(V)260P(W)00二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理與分析1. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和選擇使用MATLAB軟件其中的simulink工具進(jìn)行模型的搭建。再對(duì)其進(jìn)行仿真, 得到仿真曲線。使用Excel表格輸入實(shí)驗(yàn)所測(cè)得U、I、P，在對(duì)其自動(dòng)生成I-V， P-V曲線。2. 繪制不同光照強(qiáng)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(dāng)T=290K時(shí) S=1305W/m2時(shí)的測(cè)擬合曲線當(dāng)T=287K時(shí) S=

4、1278W/m2時(shí)的擬合曲線3. 所得實(shí)驗(yàn)數(shù)值和預(yù)習(xí)所得理論值比擬，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差分析所得實(shí)驗(yàn)數(shù)值和預(yù)習(xí)所得理論值比擬，仿真波形開路電壓均比實(shí)驗(yàn)所得的開 路電壓大，仿真波形最大功率也比實(shí)驗(yàn)所得最大功率大， 所取得最大功率值對(duì)應(yīng) 的電壓值也是仿真時(shí)比實(shí)驗(yàn)時(shí)的大，造成這個(gè)現(xiàn)象的原因有以下幾點(diǎn)：1由于天氣原因，真實(shí)測(cè)試環(huán)境的光照強(qiáng)度有些不穩(wěn)定，前后變化幅度明顯， 這也導(dǎo)致了一局部的誤差。2太陽(yáng)的角度以及方向一直在改變，這導(dǎo)致光伏電池板接收到的光照一直在 改變。實(shí)際上，光伏電池板所接受的光照強(qiáng)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

5、能造成熱斑效 應(yīng)。4. 實(shí)驗(yàn)波形的描述和分析，對(duì)照實(shí)驗(yàn)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曲線可知：其它條件一定時(shí)，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(dǎo)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(shuō)明光伏電池的輸出隨溫度變化的越緩慢。其它條件一定時(shí)，光伏電池外表光照強(qiáng)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(dǎo)致光伏電池輸出功率增加。5. 仿真實(shí)驗(yàn)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(qiáng)從1000W/m2經(jīng)過(guò)后使其變?yōu)?00W，光伏陣列輸出功率

6、如圖17所示圖17改變光強(qiáng)光伏陣列輸出波形將光伏陣列輸入溫度從25C經(jīng)過(guò)后使其變?yōu)?5C光伏陣列輸出功率如圖18所示。圖18改變溫度光伏陣列輸出波形通過(guò)波形我們看出在周圍環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，設(shè)計(jì)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(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)后，我們得到了比擬理想的輸入波形、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(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和錯(cuò)誤進(jìn)行分析1實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)，萬(wàn)用表量程選擇錯(cuò)誤，致使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不精確。2仿真時(shí)，選擇L,C錯(cuò)誤，致使波形錯(cuò)誤。3光伏電池板參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，致使波形完全出錯(cuò)。三、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我收獲頗多，使自

7、己學(xué)到了許多東西且認(rèn)識(shí)到了自己 的缺乏。在本次實(shí)驗(yàn)中也遇到了許多問(wèn)題，女口：在做實(shí)物實(shí)驗(yàn)中，由于萬(wàn)用表的量程 選擇錯(cuò)誤，致使數(shù)據(jù)不精確，經(jīng)自己的分析與檢查，解決這個(gè)問(wèn)題后，得到了較 為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在做仿真實(shí)驗(yàn)中，使得波形波動(dòng)較大，在自己查閱資料后，加了 一個(gè)濾波電路，使得波形較為理想。在本次課程設(shè)計(jì)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(duì)所學(xué)習(xí)的 boost 電路有了更加深入的了解，對(duì)課堂上所講的 PWM 波的調(diào)制也有了進(jìn)一步 的了解，將之前課堂中有些不太明了的知識(shí)進(jìn)行了梳理和補(bǔ)充。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了許多