MPPT扰动观察法的光伏并网逆变器最大功率点跟踪技术研究(4)

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A PN结面积变量

2.2光伏电池的电气特性

为了更直观、方便地理解光伏电池的特性，根据式(2-2)和式(2-3)可以绘制得到光伏电池输出在光伏电池所受环境温度不变、日照强度变化条件下的I-U和P-U曲线族。由该曲线族可知，在日照强度发生变化的条件下，光伏电池开路电压变化不明显，而短路电流有明显变化；随着日照强度的增强，光伏电池的最大输出功率逐渐增大，并具有不同且惟一的最大功率点（Maximum Power Point，MPP）。

图2-3 光伏电池在不同日照强度下的输出特性曲线族

同理，根据式(2-2)和式(2-3)可以绘制得到光伏电池输出在日照强度不变，光伏电池所受环境温度变化条件下的I-U和P-U曲线族。由该曲线族可知:在光伏电池所受环境温度发生变化的条件下，光伏电池开路电压线性地变化，而短路电流变化微弱；随着光伏电池所受环境温度的降低，光伏电池的最大输出功率逐渐增大，并具有不同且惟一的MPP。

图2-4 光伏电池在不同温度下的输出特性曲线族

综上所述，光伏电池的输出功率在不同日照强度和环境温度条件下会发生较大变化，且可以看出光伏电池既不是恒压源，也不是恒流源，而是一个非线性直流电源。因此，对光伏电池进行建模和仿真对光伏电池MPPT技术的研究具有重要意义。源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

2.3 光伏电池的建模仿真及电气特性验证

目前，国内外对光伏阵列仿真模型的研究主要集中在两个方面，分别是基于物理机制的光伏阵列仿真模型和基于外特性的光伏阵列仿真模型;但是比较而言，基于外特性的光伏阵列由于没有考虑光伏阵列的内部物理参数对应，不能准确反映其物理特性，同时，因为其模型参数不与实际参数对应，仿真精度较低，并且由于其对温度、日照等环境参数设定较困难，因此基于外特性的光伏阵列模型通常应用于对仿真准确度不高的仿真中[24]。

本文仿真的软件平台是Matlab平台,由于Matlab在数学建模以及与其Simulink仿真工具的无缝结合使得用户可以利用Matlab丰富的资源，建立仿真模型，本文选择Matlab软件建立光伏阵列基于其物理机制的仿真模型。在光伏发电系统设计中，光伏电池板的生产厂家一般会提供该光伏阵列的参数，主要有：开路电压、短路电流、峰值工作电压、峰值工作电流、最大功率等。将这些参数直接带入相应的数学模型，即可得出光伏电池的运行参数。