基于Simulink的光伏电池组件建模与MPPT仿真研究

本文主要探讨了基于Matlab/Simulink的光伏发电系统建模与最大功率点跟踪（MPPT）技术的研究。通过建立光伏电池组件的仿真模型，作者展示了如何在不同光照强度和温度下模拟光伏电池的输出电压-电流（U-I）特性，并扩展到不同功率等级的电池组件。文章重点在于MPPT技术，特别是电导增量法及其两种改进策略：步长电导增量法和梯度变步长电导增量法。 光伏发电是利用太阳能电池将光能转化为电能的技术。由于太阳能的不稳定性，如光照强度和环境温度的变化，需要有效的控制策略来确保系统始终运行在最大功率点。光伏电池的输出特性表现为U-I曲线，其中存在一个最大功率点（MPP），MPPT技术的目标就是找到这个点，以提高系统的能量转换效率。 Matlab/Simulink是一种强大的仿真工具，适用于建立复杂的动态系统模型。在文中，作者依据光伏电池的物理特性和等效电路模型，在Simulink环境下构建了光伏电池组件的仿真模型。模型参数基于具体的产品（Solarex MSX6060W）进行设定，其他参数则通过数学模型计算得出。 电导增量法是一种常用的MPPT方法，通过监测光伏电池的电导变化来调整负载，使其接近最大功率点。文章中，作者比较了电导增量法及其两种改进策略。改进策略针对原始方法中固定步长可能导致的跟踪不稳定或慢速响应问题，提出动态调整步长的方案，以提升追踪效率和精度。 通过一天中光照强度变化的近似模拟，作者进行了MPPT控制的仿真，验证了所建模型的准确性和改进后梯度变步长电导增量法的有效性。这些研究对于优化光伏系统设计，提升光伏发电系统的性能具有重要意义。 关键词: 光伏电池组件建模；Simulink；最大功率点跟踪；电导增量法 分类号: TP391.9 文献标识码: A 文章编号: 1000-7857（2010）18-0094-04 这项研究提供了深入理解光伏发电系统建模和MPPT策略的实用方法，对于从事光伏技术研究和工程实践的专业人员具有很高的参考价值。