工程用光伏电池的建模与分析

费腾 杨爽

摘 要：光伏电池数学模型的建立对光伏电池特性的研究、光伏发电系统的仿真与优化设计等有着重要的意义。目前，有关光伏电池的建模已有诸多形式，但是往往都过于理想化，切不适用于工程仿真，与实际情况不相吻合。考虑到工程的需求建立了满足精度且便于计算机处理运算的工程实用模型。利用制造厂商给出的四个参数（Isc，Voc，Im，Vm）通过引入与当地环境相对应的补偿系数来实现变化的光伏电池参数仿真。通过仿真，得到光伏電池输出成非线性化的结果。与实际量测结果相吻合，证明该仿真模型的可靠性，同时为合理优化光伏发电系统建模提供了较好的理论依据和仿真可靠性的基础。

关键词：光伏电池模型；Matlab/Simulink仿真；PV特性

引言

化石能源的日益枯竭，是一个不争的事实，给人类提出了新世纪里的新挑战，如何去面对能源的枯竭，如何延续能源的利用，是目前全世界共同面对的难题。新能源一跃成为科学家们探索的方向，而太阳能又成为新能源中的宠儿。太阳能有其独有的优势，不需原料，没有污染，清洁可靠。目前，全世界的科学家都在进行大量的有关太阳能的研究。随着科技的进步不久的将来，随处可见的将不在是冒着滚滚黑烟的烟囱，取而代之的将是一块块清洁的太阳能电池板[1-2]。

1 基于数学原理的光伏电池模型

通过实验验证光伏电池的特性受光照强度S，和环境温度T影响较大，忽略其他较小的影响。光伏电池I-V特性函数可表示为公式I=f（U，K，T）[3]。……