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专业整理

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

eq \o\ac(○,1)实验前根据指导书要求完成预习报告

eq \o\ac(○,2)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

eq \o\ac(○,3)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、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线，并得出结论。

eq \o\ac(○,4)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、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。

eq \o\ac(○,5)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

eq \o\ac(○,6)确定系统MPPT控制策略，建立MPPT模块仿真模型，并仿真分析。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/m2时

I(A)

0

1.03

1.25

2.65

3.79

5.97

6.28

7.86

7.98

U(V)

27.3

26.2

26

25

24

21.5

16

1.1

0

P(W)

0

26.986

32.5

66.25

90.96

128.35

100.48

8.646

0

表2当T=287K时 S=1305W/m2时

I(A)

0

1

1.5

2.6

3.93

6.0

6.68

8.04

8.12

U(V)

27.6

26.2

25.8

25.1

23.9

21.6

20.5

1

0

P(W)

0

26.2

38.7

65.26

93.93

129.6

136.94

8.04

0

表3当T=287K时 S=1278W/m2时

I(A)

0

1.04

1.49

2.25

3.66

6.06

6.73

7.9

8.06

U(V)

26.8

26.2

26

25.4

24.3

21.9

13.4

0.5

0

P(W)

0

27.248

38.74

57.15

88.94

132.71

90.18

3.95

0

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/m2时

图13 I-V曲线 图14 P-V曲线

当T=287K时 S=1305W/m2时

图15 I-V曲线 图16 P-V曲线

当T=287K时 S=1278W/m2时的拟合

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