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 1 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 2 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 3 不同温度下光伏电池的 I V P 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 4 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 5 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 6 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 2 I A 01 031 252 653 795 976 287 867 98 U V 27 326 226252421 5161 10 P W 026 98632 566 2590 96128 35100 488 6460 表 2 当 T 287K 时 S 1305W 时的测试数据 2 I A 011 52 63 936 06 688 048 12 U V 27 626 225 825 123 921 620 510 P W 026 238 765 2693 93129 6136 948 040 表 3 当 T 287K 时 S 1278W 时的测试数据 2 I A 01 041 492 253 666 066 737 98 06 U V 26 826 22625 424 321 913 40 50 P W 027 24838 7457 1588 94132 7190 183 950 二 实验结果处理与分析二 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 2 图 13 I V 曲线 图 14 P V 曲线 当 T 287K 时 S 1305W 时的拟合曲线 2 图 15 I V 曲线 图 16 P V 曲线 当 T 287K 时 S 1278W 时的拟合曲线 2 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 实验心得体会三 实验心得体会 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