胡珍妮，崔娟，卫军超

（西安交通工程学院，陕西西安 710300）

光伏领域（PV）在过去的二十年中经历了令人瞩目的发展，利用光伏阵列产生电能的最佳方法是将其直接输送到交流电源，而无需使用电池组。通过光伏系统进行的研究表明，在所产生的故障中，逆变器占比63%，模块占比15%，其他组件故障占比23%，平均每4.5年发生一次故障。为了降低光伏系统的故障率，有必要降低逆变器和组件（也称为系统的PV 平衡）的故障率[1-2]，这将导致其经济上的可行性。

目前，系统PV 平衡研究使用数学功能模型对新开发系统的性能进行分析，长期以来需要简化PV 模块的Simulink 建模。一些文献提出了通过人工智能技术间接调整I-V曲线的方法[3]，但这种方法较复杂而且需要很高的计算量。所以，建模仅限于对光伏组件特性的仿真。文中提出了采用简单电路模型的光伏系统设计，并详细介绍了光伏组件的电路模型，提出了控制PV 模块方程的Simulink 模型，并给出了不同辐照度和温度值的数值结果。由数值结果可以得出模块参数与PV 模块的特性曲线关系，其是电路性能的指标。经过适当的实验验证，得出了完整的电路模型，使用Simulink 对使用扰动和观察（P＆O）算法的MPPT 进行建模[4-5]，通过仿真验证了用于闭环MPPT 控制的DC-DC 升压转换器开发的电路模型的实用性。

1 光伏组件建模

1.1 等效电路

PV 模块由多个串联和并联的太阳能电池组成，以获得所需的电压和电流输出水平。每个太阳能电池基本上都是一个PN 二极管，当阳光照射到太阳能电池上时，入射能量无需任何机械作用即可直接转换为电能[6-7]。……