光伏仿真
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三相并入电流
ABC->DQ转换
无功电流给定值
电流内环控制器
DQ->ABC转换
SPWM驱动功率开关管
直流母线电压
直流母线电压
给定值
PI控制器
最大功率跟踪控制
直流母线电流Iin,Iout
图5 并网控制器结构
2.3.1电流内环控制模型
在三相静止对称坐标系数学模型中，逆变器交流侧均为时变交流量，因而不利于控制
系统设计。为此，可以通过坐标变换转换成与电网基波频率同步旋转的(d、q)坐标系【4】
。这样，经坐标旋转变换后，三相对称静止坐标系中的基波正弦量将转化成同步旋转坐标系中的直流变量，从而简化了控制系统设计。由三电平逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型，可以得到dq两相电流微分方程为：
dqqqqqddddLiRiUSdt
di
LLiRiUSdt
diL （2.4） 式中
dS、qS——三相逆变器交流输出端基波相电压合成矢量的d轴和q轴分量；
dU、qU——三相电网电压合成矢量的d轴和q轴分量； di、qi——三相并网电流合成矢量的d轴和q轴分量；
由式（2.4）可知，d、q轴电流除受控制量
dS、qS的影响外，还受到交叉耦合电压
dLi、
q
Li和电网电压dU、qU
的扰动。因此，需要对d、q轴电流进行解耦并引入电网电压前馈进行更好的控制。同时，电网电压前馈的引入有利于系统的动态性能得到进一步提高。由此，
可以将系统电流内环设计【4】【5】【6】
为：
d
qqqipqqdddipd
LiUiisKKSLiUiis
KKS))(())((****
（2.5）
根据上述分析，构造如图6所示的系统控制仿真模型。
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图6 电流环控制仿真模型
2.3.2功率跟踪控制模型
由于太阳能电池的电压与电流并不是线性的关系，且在不同的大气条件下，因日照量与温度不同每个工作曲线都不一样。每一个工作曲线均有一个不同的最大功率点(Pmax)此即为太阳能电池的最佳工作点。为了提高太阳能发电系统的效率并充分的运用太阳能电池，需要一控制法则来使太阳能电池随时操作在最大功率点，此即最大功率点追踪法(MPPT)。 最大功率点跟踪的过程实质上是一个寻优过程，即通过控制太阳能电池端电压来控制最大功率的
输出[7]
，常用的方法有：恒压跟踪法(CTV)、扰动观测法、导纳微分法。其中扰动观测回探法既避免了扰动观测法判断失误的可能性，又以其算法简明、测量参数少而优于导纳微分法，
太阳能电池输出功率的利用率得到很大提高[8]
，图7是算法流程。Matlab/Simulink现有的模块要实现该算法比较困难，本文通过编写相应的代码，以s函数封装形式来完成该算法模块功能。s函数提供了一个代码和Simulink模块之间的接口，用来实现对模块的编程。其中s函数的代码可以用Matlab语言编写，也可以是C、C++、Ada、Fortran等语言编写。
图7 最大功率跟踪流程图
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图中，I:光伏电池阵列输出的电流；U:光伏电池阵列输出电压；P:光伏电池阵列输出功率；Uref:最大功率跟踪器输出的电压参考值；△U:电压扰动值。
3仿真结果与分析
设置仿真时间为0.18s, 在前0.1s功率跟踪控制器输出电压给定值低于最大功率点电压，后0.08s电压给定值大于最大功率点电压。图8是A,B,C相并网电压与电流波形图。第一个周期由于仿真环境采用不等步长仿真，第一个周期点数比较多，所以显得时间比较长，其实就是一个周波，这是给电容充电阶段。整体上该电流与电压是同相的,表明本文设置的并网控制器是有效的。
(a) (b)
©
图8 三相光伏发电并网电流与电压波形
(a)A相电压与电流波形(黑体为电流波形)(b) B相电压与电流波形(黑体为电流波形)(c)C相
电压与电流波形(黑体为电流波形)
图9是直流端电压、电流波形图，在前0.1s,电压波动明显，原因在于该时段最大功率跟踪器输出的电压给定值低于最大功率点电压，此时系统工作在电池阵列的恒流源特性区域，使得稍微调节电流，直流侧电压的变化就比较大，加之电流内环也存在一定的动态调节时间，电流波动也就特别明显。后0.08s,当直流侧电压给定值远大于最大功率点电压，系统始终工作在光伏电池阵列的恒压源特性区域，所以直流侧电压波动比较小。从直流端光伏电池输出电流波形可以看出，在连接电网断路器合上之前，电流基本上就是电容的充电电流，可以看出，初始冲击电流还是比较大的，如何降低初始充电电流对电容的冲击，在工程设计时应当注意。其次可以看出，该电流波形是个脉冲波形，对电流传感器要求比较高。
7
(a) (b)
图9 直流侧电压与电流波形
(a)直流侧电压波形(b)直流侧电流波形
图10是并网过程中电池阵列输出功率与交流侧并网功率波形图，从图中可以看出，光伏电池输出功率与交流侧并网功率并不平衡，原因在于电抗器、以及功率开关管，并网变压器均存在功率损耗。其次可以看出，并网功率前半段时间并网功率波动比较明显，原因在于此时段，光伏电池阵列工作在恒流特性区域，使得稍微调节直流侧电流，导致直流侧电压的变化就比较大，加之电流内环也存在一定的动态调节时间，并网电流波动也就特别明显。反之，在后半段时段，光伏电池阵列工作在恒压特性区域，直流侧电压变化不大，电流内环的电流参考值变化不大，交流侧并网功率就比较恒定。因此，为了减小并网功率的波动，兼顾电池效能的最大利用，光伏电池阵列推荐工作在接近最大功率点的恒压特性区域。
图10 光伏电池阵列输出功率与并网功率
4结论
1) 本文建立的三相光伏并网发电仿真模型及其控制方法能较好地模拟三相光伏并网发电
情况，为太阳能光伏并网发电系统的设计、优化提供了有效的手段。
2) 系统控制模型采用最大功率跟踪环、电压环与电流内环的三环结构，功率跟踪主要作用
使太阳能电池随时操作在设定功率点；电压环主要作用是控制三相逆变器直流侧电压，
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使直流侧电压跟随指定电压；电流内环采用前馈解耦的电流闭环控制。仿真表明上述控制方法能使交流电流很好地跟踪交流电网电压，实现了逆变目标。
3) 通过三相光伏并网发电仿真，光伏电池阵列可以工作在恒流特性区域，但是并网交流电
流波动比较大，为了减小并网功率的波动，光伏电池阵列推荐工作在接近最大功率点的恒压特性区域。
4) 在光伏发电并网之前，并联在光伏电池阵列的电容在充电阶段，初始冲击电流是比较大
的，工程设计时要考虑抑制初始充电电流对电容冲击的影响。
可以在Matlab/simulink 仿真工具中实现MPPT。首先基于光伏模块直流物理模型，在matlab 仿真环境下，设计出光伏阵列仿真模型，利用这个模型，不但可以模拟任意太阳辐射强度、环境温度、光伏模块参数、光伏阵列串并联方式组合下的光伏阵列I-V 特性，还可以实现光伏阵列的最大功率跟踪（MPPT）功能。首先建立光伏阵列最大功率跟踪数学模型，即光伏阵列在任意太阳辐射强度、及环境温度下的功率表达式，其次求出功率对电压的极值条件dP/dV=0，用迭代法求出超越方程得到最大工作电压Vmax。最后在simulink中编程，实时求解对应任意太阳辐射、环境温度下太阳电池的最大功率点电压Vmp 和电流Imp。
光伏逆变并网系统一般都是运行在MPPT，即最大功率跟踪状态的，这个最大功率点就是前述的U0、I0点，MPPT分为主动式和被动式，但无论哪种都是在这个最大功率点出进行检测，所以，逆变器实际功率可能是（U0±△u）*（I0±△i），所以电压电流值时在波动的，但是功率值却是平稳的。
该模型可以模拟变化的光伏参数、光照强度、环境温度,能够模拟外界环境下的I-U、P-U特性曲线,快速输出动态响应下光伏发电功率。
仿真结果得到了光伏电池的输出特性呈非线性,且可用于对光伏系统的动态仿真研究,证明该仿真模型的合理性与实用性,同时为优化光伏发电能效、搭建光伏系统组提供良好的理论依据和仿真基础。
I = Isc*(1-C1*(exp(V/(C2*Voc)-1)))
P = I.*V
figureplot(V,I)grid onxlabel('V')ylabel('I')
figureplot(V,P)grid onxlabel('V')ylabel('P')
一、PolySim软件-------
改良西门子法多晶硅，该软件主要面向光伏半导体上游企业工程师及相关院所研发人员，可以模拟整个还原过程，进而实现工艺参数优化及反应器设计改进。其模拟计算结果主要包括还原炉产率、单耗、硅转化率、电流参数、气体流量、硅棒中心温度、硅棒表面的气体消耗、气体流动条件及总能耗等参数。
二、CGSim软件-------
可以模拟提拉法（CZ）、液封直拉法（LEC）、蒸汽压力控制提拉法（VCZ），泡生法（Ky），热交换法（HEM）、定向凝固法（DS），布里奇曼法（亦称坩埚下降法）晶体生长过程。软件能够对晶体生长过程的温场、流场、晶体热应力、炉体中的温度分布以及固液界面等等进行分析， CGSim软件包中包含以下几个基本工具：CGSim二维模块、缺陷模块、动态直拉模块、三维流体模块。用View 2D和CGSim Viewer软件工具可以可视化观察模拟结果。
三、VR（Virtual Reactor）系列软件-------
根据生长原理不同，该软件主要有以下版本:
物理气相沉积：
•生长SiC : VR-PVT SiC™
•生长AlN : VR-PVT AlN™
•氢化物气相外延生长: HEpiGaNS™
•生长GaN
•生长AlN 、AlGaN和InGaN
•化学气相沉积
•生长SiC: VR-CVD SiC™
金属有机气相物理外延：
•MOVPE法生长III-N族晶体: VR NE™
•MOVPE法砷化物和磷化物晶体生长: VR III-V™
四、SimuLED(LEDs与LDs)软件-------
适用于发光二极管与激光二极管，SimuLED软件包包含三个模块，即SiLENSe， SpeCLED和RATRO。
该软件主要用于：
1、 优化和设计LED结构与芯片
2、 模拟LED芯片的IV特性
3、 模拟LED芯片的LOP－I特性
4、 模拟LED芯片的出光率
五、PVcell--------
适用于半导体太阳能电池的模拟优化，不同的偏压的一系列计算可以得到IV特性，转换效率，短路电流，开路电压和填充因子。不同的激发波长一系列计算可以找出IQE和EQE的光谱依赖性。
在给定的电压下，经PVcell模拟计算可以得到以下结果：
电流密度、 功率、 转换效率 ；
能带图、 电势、 电场 ；
载流子和电离的杂质浓度 ；
生成率，复合率 （不同通道） ；
部分的电子和空穴电流密度。
好辛苦的，采纳吧。。。
这是PVSYST软件，它是一款光伏系统设计辅助软件，用于指导光伏系统设计以及对光伏系统进行发电量的模拟计算。仿真计算页面如下：
使用可看教程光伏设计软件《Pvsyst 中文手册》
主要功能如下：
1、设定光伏系统种类：如并网型、独立型、光伏水泵等。
2、设定光伏组件的排布参数：固定方式、光伏方阵倾斜角、行距、方位角等。
3、架构建筑物对光伏系统遮阴影响评估、计算遮阴时间及遮阴比例。
4、模拟不同类型光伏系统的发电量及系统发电效率。
5、研究光伏系统的环境参数。
接下来需要布置导线，尽量选择绝缘性的铜导线，而且颜色最好不一样，这样才能有利于安装。将电线安装到位，接头之处需要用绝缘胶布进行包裹。
然后再确定太阳能光伏板安装的方向，朝着的方向最好是正南，才能够满足光照的要求。
最后再调整倾斜的角度，如果靠近南方，角度可以设置小一些。
比如纬度如果在0到25度，仰角可以设置在25度左右。如果纬度达到了26~40度之间，在25度的基础上面再增加5度或者10度。
