《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 可編程邏輯 > 設計應用 > 基于SIMULINK工具的數字式光伏陣列模擬器的設計研究
基于SIMULINK工具的數字式光伏陣列模擬器的設計研究
摘要: 本文用SIMULINK開發出了一種新的太陽能電池陣列模擬器的仿真模型,并提出了一種基于四折線法來進行光伏電池陣列輸出曲線的分段擬合方法。論證了一種用電流反饋PI控制BUCK電路做成的光伏電池陣列模擬器。
Abstract:
Key words :

  0引言

  目前,全球性的能源危機迫使越來越多的國家開始重視新能源的研究,光伏發電作為其中很重要的一種也得到了廣泛研究。但是,由于光伏電池造價高,導致研究成本很高,不利于其初期的研究。因此,很有必要設計一種成本較低,能夠代替實際光伏電池陣列來進行各種光伏實驗的太陽能電池模擬器。

  本文所設計的太陽能電池模擬器以BUCK電路為基礎,采用ARM控制,并加入了電流PI控制方式來改善系統動態性能和穩態精度。此外,本文還采用四折線法來對光伏電池陣列的特性曲線進行分段擬合,并進行了仿真驗證。

  1系統設計目標

  1.1太陽能電池板伏安特性曲線

  圖1所示是太陽能電池板輸出I-U特性曲線隨日照、溫度的變化情況。太陽能電池板模擬器需要能夠模擬出不同溫度、不同光照下的各種曲線,換言之,模擬器最終要能夠模擬出許多條曲線。但是,某一時間下,日照強度和溫度是一定的,在此時間下,輸出曲線也只有一條符合要求。設計時可根據設定的日照強度和溫度來計算確定輸出哪一條曲線。實際做法是將不同日照、不同溫度下的曲線計算出來后將其離散化,并以數據表的形式存入ARM控制器中。存入的曲線越多,所能覆蓋的溫度日照范圍越廣。

太陽能電池板輸出I-U特性曲線

  1.2太陽能電池板的工程數學模型

  電池板出廠時都會給出短路電流、開路電壓、最大功率點電流和電壓這四個參數(ISC、VOC、Im和Vm),而且四個參數符合下列公式:

四個參數符合下列公式

四個參數符合下列公式

  這樣,就可將太陽能電池板的I-U特性曲線轉換為便于工程計算的形式。

  式(1)描述的是標準照度(Sref=1000W/m2)和標準溫度(Tref=25℃)下的I-U曲線。一般情況下(照度S,溫度T)的I-U方程可按照以下方法進行計算:

以下方法進行計算

  首先算出一般情況與標準情況下的溫度差△T和相對照度差△S:

  2系統原理及控制策略

  2.1系統原理

  本系統的原理框圖如圖2所示,其中直流穩壓電源可提供150V的恒定電壓輸出,然后通過BUCK降壓電路把電壓加在輸出負載上,以實時采集負載兩端的電壓和電流,再經過控制電路的控制算法改變BUCK電路的PWM占空比,以把輸出電壓和電流控制在預想的I-U曲線上。

原理框圖

  2.2系統控制策略

  由于在某一環境條件下,電池板的輸出伏安特性曲線只有確定的一條,這樣,采集系統輸出的電壓電流,就可以得到輸出負載的大小。其負載線與輸出I-U曲線會有一個交點,這個點就是工作點,也就是圖3中的B點。這一工作點將對應一個電流和一個電壓。調節BUCK電路的PWM占空比,可使輸出電壓電流變換為工作點處的電壓電流,從而達到調節的目的。

輸出伏安特性曲線

  具體調節時,若采集的電壓電流對應的負載工作點在(點A),曲線外時,可以減小占空比D。以減小輸出電壓,從而使工作點沿負載線向B點移動,此時B點就是想要的工作點;而當采集的電壓電流對應的負載工作點在(點A),曲線內部時,則可增大占空比D,從而增大輸出電壓,使工作點沿負載線向B點移動。由于負載為阻性,所以,基于電壓和基于電流的調節是等效的。本文由于輸出電壓的惰性,設計時采用了基于電流的調節方式。

  當外部環境不變,也就是太陽能電池板的輸出曲線不變時,若負載變化,則馬上可以得到新的負載工作點,這樣,按照以上方法調節占空比,也可使負載工作點沿負載線方向移動到我們想要的曲線上。

  事實上,當負載不變,環境變化(也就是曲線變化)時,仍可按照事先存人的曲線數據把新的曲線調出來,然后與負載比較來得到新的工作點,之后仍按照以上方法調節占空比,使負載工作點沿負載線方向移動到我們想要的曲線上。

  3算法實現流程

  采用數據表查表法時,程序在逼近工作點的過程通常需要一定時間,因為算法本身需要一個步進量,步進量的大小選取也是個問題,且方法復雜。而采用四折線法來實時計算工作點則具有計算量小,執行時間短等優點。

   由太陽能電池板輸出的伏安特性曲線可以看出,開路點和短路點處的曲線都比較平滑,故可用四條折線來模擬。在這四條折線的方程曲線中,某一負載電阻RL必然與這四條折線的一條相交。這樣,就可以直接構造負載電阻RL與輸出電流的關系方程,進而得到負載電阻RL與所需占空比D的關系方程。因此,在程序中只需計算一個除法和一個加法運算就可以得到所需的占空比D,實現起來簡便易行。同樣,如果需要多組曲線,只需構造多組折線方程預先存入ARM中就可以了。其程序執行流程圖圖4所示。

執行流程圖

  4SIMULINK仿真結果分析

  為了提高系統的響應速度,減小穩態誤差,本設計在電流反饋中使用了PI控制。其控制框圖如圖5所示。根據本文的控制策略,從測得的輸出電壓電流可以得到輸出負載RL,進而得到參考電流Iref。把該電流與實際輸出電流相減再送人PI控制器中,然后用PI輸出控制調節占空比,進而使實際輸出電流與Iref一致。

 

控制框圖

  圖6是用SIMUUNK工具構造的仿真模型。用該系統模擬的太陽能電池板的最大輸出功率為120W。由150V直流電源提供輸入,經BUCK降壓電路后加在負載RL上。再將測得的負載兩端電壓除以電流,就可得到輸出負載RL的值。為了避免繁瑣的計算,提高系統的響應速度,可以將打算輸出的電池板的I-U曲線擬合成RL-Iref關系曲線。再做成LookupTable數據表。這樣,通過查表就很容易得到參考電流Iref。如果想要擬合不同日照溫度下的電池板的I-U曲線,只要把LookupTable的值進行相應的更換就可以了。

SIMUUNK工具構造的仿真模型

  本文采用試湊法對PI控制器的參數進行了整定。首先將積分時間常數Ti取零,即取消積分作用,而采用純比例控制。然后將比例增益P由小變到大,并觀察系統響應,直至系統響應速度變快到一定范圍的超調為止。之后再將積分時間常數Ti由大逐漸減小,使積分作用逐漸增強,這樣,觀察輸出會發現系統的靜差會逐漸減少直至消除。操作時可以反復試驗幾次,直到消除靜差的速度滿意為止。本設計最終選擇P=200,Ti=2。

  根據系統電壓要求及BUCK電路特性可以算出電感L取2mH,電容C取100μF,ARM存入的I-U曲線的開路電壓為40V,短路電流為3A。當取RL=24Ω時,根據光伏電池的I-U曲線,系統應輸出36.54V電壓,輸出電流為1.524A,仿真后得到負載兩端的電壓波形如圖7所示。

負載兩端的電壓波形

  由圖7可以看出,所得到的電壓電流值剛好就是想要得到的I-V曲線上的點。系統從開機到穩定值的動態響應時間約為10ms,響應速度比較快。由于PI超調的作用,剛開始有一個明顯的尖峰電壓電流,在實際實驗中,應在負載兩端并聯一個高耐壓的小電容,以吸收尖峰電壓。

  更換負載電阻的大小可使每個阻值對應一對電壓電流值,也就是負載工作點。圖8用符號‘*'表示。把這些工作點與預存的光伏電池的I-U曲線相比可知,這些工作點大致在光伏電池I-U曲線附近,其多點仿真結果如圖8所示。

多點仿真結果

  5結束語

  本文用SIMULINK開發出了一種新的太陽能電池陣列模擬器的仿真模型,并提出了一種基于四折線法來進行光伏電池陣列輸出曲線的分段擬合方法。論證了一種用電流反饋PI控制BUCK電路做成的光伏電池陣列模擬器。由仿真結果可以看到,本系統可以較快的擬合出想要的電池陣列輸出I-V曲線。可以在光伏發電系統研究中,代替實際的太陽能電池來進行實驗。

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
热re99久久精品国产66热_欧美小视频在线观看_日韩成人激情影院_庆余年2免费日韩剧观看大牛_91久久久久久国产精品_国产原创欧美精品_美女999久久久精品视频_欧美大成色www永久网站婷_国产色婷婷国产综合在线理论片a_国产精品电影在线观看_日韩精品视频在线观看网址_97在线观看免费_性欧美亚洲xxxx乳在线观看_久久精品美女视频网站_777国产偷窥盗摄精品视频_在线日韩第一页
  • <strike id="ygamy"></strike>
  • 
    
      • <del id="ygamy"></del>
        <tfoot id="ygamy"></tfoot>
          <strike id="ygamy"></strike>
          久久人人97超碰国产公开结果| 在线观看亚洲视频| 国产一区二区三区久久久| 欧美xx69| 在线观看欧美一区| 国内精品视频久久| 亚洲丶国产丶欧美一区二区三区| 在线不卡a资源高清| 久久成人资源| 99re66热这里只有精品4| 欧美三级韩国三级日本三斤| 国产精品盗摄一区二区三区| 欧美成人中文| 伊人成人开心激情综合网| 一区二区三区成人精品| 欧美男人的天堂| 久久精品综合网| 欧美1区视频| 娇妻被交换粗又大又硬视频欧美| 欧美丰满高潮xxxx喷水动漫| 亚洲午夜精品网| 欧美日韩亚洲一区二区| 99国内精品| 在线播放中文字幕一区| 欧美成人精品不卡视频在线观看| 亚洲一区二区精品| 精品91在线| 亚洲第一精品夜夜躁人人躁| 国产精品毛片a∨一区二区三区| 亚洲欧美偷拍卡通变态| 久久久久久久综合日本| 亚洲国产欧洲综合997久久| 久久久天天操| 国产精品人成在线观看免费| 国产精品亚洲综合久久| 欧美日韩一区二区高清| 国产欧美成人| 国产原创一区二区| 国产精品久久久久久久免费软件| 欧美视频日韩视频| 国内精品模特av私拍在线观看| 午夜精品福利在线观看| 一区二区三区日韩欧美| 极品尤物一区二区三区| 亚洲欧美一区二区激情| 亚洲一区二区在线播放| 国产精品久久久久久久久久免费看| 亚洲综合激情| 亚洲欧洲精品一区二区| 欧美在线首页| 免费一级欧美片在线播放| 亚洲美女精品久久| 亚洲精品视频在线观看免费| 亚洲午夜羞羞片| 亚洲福利av| 欧美日韩亚洲精品内裤| 国产午夜亚洲精品不卡| 欧美日韩免费观看一区=区三区| 免费在线看一区| 久久久久久九九九九| 欧美在线观看视频在线| 欧美日韩成人一区| 欧美freesex交免费视频| 欧美一区不卡| 国产午夜精品理论片a级大结局| 欧美一区二粉嫩精品国产一线天| 在线亚洲美日韩| 亚洲国产精品尤物yw在线观看| 免费欧美高清视频| 久久精品视频在线看| 久久久久成人精品免费播放动漫| 欧美一区二区网站| 国产午夜亚洲精品不卡| 国产一区二区看久久| 亚洲福利视频在线| 在线观看一区二区视频| 欧美丰满高潮xxxx喷水动漫| 午夜精品久久久久久99热软件| 狠狠色综合网| 亚洲欧洲日韩女同| 国产精品羞羞答答xxdd| 国产精品最新自拍| 老司机午夜精品视频在线观看| 亚洲一区在线观看免费观看电影高清| 亚洲尤物精选| 亚洲第一二三四五区| 欧美日韩极品在线观看一区| 亚洲国产精品t66y| 欧美jizz19性欧美| 一区二区视频免费在线观看| 国产精品久久久久久久久动漫| 国产精品综合网站| 欧美精品在线一区二区三区| 欧美在线1区| 国产精品成人免费精品自在线观看| 欧美日韩在线播放一区二区| 国产综合一区二区| 一区二区三区波多野结衣在线观看| 亚洲精品一区二| 亚洲自拍偷拍麻豆| 在线视频中文亚洲| 久久人人爽爽爽人久久久| 国产欧美日本在线| 国产午夜精品一区二区三区欧美| 欧美日韩国产91| 一色屋精品视频在线观看网站| 久久精品综合一区| 亚洲视频精品| 亚洲欧美日韩精品综合在线观看| 欧美激情小视频| 欧美大片在线观看一区二区| 麻豆免费精品视频| 亚洲电影免费观看高清完整版| 欧美一级在线亚洲天堂| 狠狠色丁香婷婷综合久久片| 欧美国产高清| 亚洲素人一区二区| 欧美二区在线播放| 国产欧美一区视频| 亚洲欧美综合一区| 欧美在线观看日本一区| 国产综合欧美| 国产精品美女www爽爽爽视频| 性一交一乱一区二区洋洋av| 国产精品久久久久9999| 欧美r片在线| 欧美激情女人20p| 欧美午夜视频一区二区| 亚洲精品久久久久久下一站| 狠狠色狠狠色综合日日五| 在线中文字幕一区| 亚洲精品免费一区二区三区| 国产精品高清网站| 国产精品成人aaaaa网站| 国产日韩一区欧美| 亚洲性视频h| 黄色精品一二区| 亚洲久久成人| 欧美日韩一区二区三区视频| 日韩视频专区| 亚洲免费视频在线观看| 欧美一区二区三区视频| 亚洲精品麻豆| 在线欧美亚洲| 亚洲福利视频一区二区| 国产精品久久综合| 欧美激情一区二区三级高清视频| 欧美高清自拍一区| 欧美黄色免费网站| 亚洲一二三四久久| 国产欧美日韩另类一区| 久久一二三四| 欧美喷潮久久久xxxxx| 在线观看视频一区二区欧美日韩| 亚洲一区二区三区视频播放| 国产精品久久久久一区二区三区| 国产精品国产三级国产专播品爱网| 亚洲视频专区在线| 欧美人与性动交a欧美精品| 亚洲大片一区二区三区| 国产精品社区| 欧美好骚综合网| 在线观看精品一区| 免费91麻豆精品国产自产在线观看| 伊人久久亚洲热| 久久综合久久综合这里只有精品| 欧美黑人在线观看| 午夜视频在线观看一区二区三区| 91久久国产自产拍夜夜嗨| 国产一区白浆| 欧美日韩小视频| 久久精品亚洲一区二区| 国产无遮挡一区二区三区毛片日本| 国产美女精品人人做人人爽| 欧美高清在线一区二区| 在线一区二区视频| 性欧美办公室18xxxxhd| 欧美日韩国产综合网| 国产在线视频欧美一区二区三区| 国产精品久久久久久一区二区三区| 国产日产高清欧美一区二区三区| 欧美第十八页| 99re这里只有精品6| 亚洲欧美日韩成人| 免费av成人在线| 久久疯狂做爰流白浆xx| 亚洲网站啪啪| 男女激情视频一区| 久久精品视频导航| 国产精品青草综合久久久久99| 国产精品久久久久久久久| 免费在线成人| 一区二区在线免费观看| 国产欧美日韩精品一区| 国产精品免费福利| 亚洲色无码播放| 久久午夜色播影院免费高清| 午夜欧美大尺度福利影院在线看| 欧美在线91| 亚洲美女视频网| 欧美一区国产二区| 欧美日韩国产在线一区| 久久精品在线| 蘑菇福利视频一区播放| 伊人色综合久久天天五月婷| 国产精品久久久久久久久久久久久久| 亚洲另类春色国产| 国产精品进线69影院| 亚洲六月丁香色婷婷综合久久| 欧美搞黄网站| 亚洲一区免费观看| 日韩视频免费观看高清在线视频| 久久久亚洲国产天美传媒修理工| 久久久久国产精品一区| 欧美福利影院| 亚洲三级免费| 亚洲美女色禁图| 一本久道综合久久精品| 欧美亚洲综合久久| 欧美在线不卡| 精品动漫一区| 一二三区精品| 欧美日韩国产亚洲一区| 国产精品v一区二区三区| 亚洲欧美激情在线视频| 免费看黄裸体一级大秀欧美| 91久久香蕉国产日韩欧美9色| 亚洲在线成人| 国产精品日韩欧美一区二区三区| 日韩视频久久| 久久人人爽爽爽人久久久| 亚洲精品综合精品自拍| 欧美日韩福利在线观看| 尤物yw午夜国产精品视频明星| 噜噜噜噜噜久久久久久91| 亚洲国产另类久久久精品极度| 欧美在线视频网站| 韩国成人福利片在线播放| 午夜亚洲福利| 亚洲一二三区精品| 亚洲人被黑人高潮完整版| 国模大胆一区二区三区| 欧美理论在线播放| 欧美系列电影免费观看| 久久久www| 欧美日韩国产精品一区二区亚洲| 亚洲午夜精品| 久久国产精品一区二区三区四区| 国产精品jvid在线观看蜜臀| 久久久夜夜夜| 欧美日本国产视频| 欧美日韩国产成人| 国产嫩草一区二区三区在线观看| 亚洲久色影视| 欧美在线中文字幕| 中文精品视频| 亚洲国产日韩欧美综合久久| 亚洲视频福利| 欧美日韩伊人| 欧美精品一区在线| 国产精品美女久久久久av超清| 亚洲午夜在线观看视频在线| 久久免费视频这里只有精品| 麻豆9191精品国产| 亚洲精美视频| 在线不卡免费欧美| 欧美日韩免费观看一区三区| 国产精品国产| 小黄鸭精品密入口导航| 欧美性猛交视频| 亚洲欧美日韩视频二区| 久久精品人人做人人爽电影蜜月| 欧美中日韩免费视频| 国产精品99久久久久久宅男| 国产精品美女久久福利网站| 久久激情五月激情| 国产亚洲一本大道中文在线| 狠狠综合久久av一区二区老牛| 亚洲免费av观看| 在线一区日本视频| 韩国一区二区在线观看| 国内精品美女av在线播放| 欧美激情一区二区久久久| 欧美日韩综合视频| 欧美日韩直播| 狠狠色伊人亚洲综合成人| 美女脱光内衣内裤视频久久影院| 国内精品久久久久影院 日本资源| 理论片一区二区在线| 一本色道久久综合亚洲精品高清| 欧美中文字幕精品| 欧美激情一区二区三区在线视频观看| 国产女人水真多18毛片18精品视频| 亚洲一区二区视频在线| 久久久久久婷| 久久香蕉精品| 国产精品午夜久久| 蜜桃精品久久久久久久免费影院| 国产亚洲精品激情久久| 欧美大片在线观看一区| 欧美日韩dvd在线观看| 久久艳片www.17c.com| 欧美黄免费看| 日韩视频精品在线观看| 久久久久久一区二区三区| 久热精品视频在线观看| 久久国产欧美日韩精品| 欧美理论在线播放| 欧美日韩在线免费视频| 亚洲国产欧美另类丝袜| 欧美国产第一页| 国产日韩在线播放| 最新亚洲一区| 日韩天堂在线视频| 亚洲国产欧美一区二区三区久久| 美女脱光内衣内裤视频久久影院| 国产一区日韩一区| 亚洲人成在线播放网站岛国| 欧美一区三区二区在线观看| 亚洲综合精品| 国产精品每日更新| 黄色av一区| 亚洲免费在线看| 欧美日韩一区二区三区在线视频| 欧美金8天国| 久久精品一区| 国产伦精品免费视频| 亚洲欧美日本在线|