光伏储能直流系统MATLAB仿真（PV光伏阵列+Boost DCDC变换器+负载+双向DCDC变换器+锂离子电池系统）

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本文目录如下：

目录

1 概述

2 运行结果

2.1 整体模型

2.2 运行波形图

3 参考文献

4 Simulink仿真实现

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1 概述

光伏储能直流系统是一种利用太阳能光伏阵列发电，并通过储能系统实现能量的存储和供电的系统。该系统由PV光伏阵列、Boost DC/DC变换器、负载、双向DC/DC变换器、锂离子电池系统、PV侧控制模块、锂离子电池侧控制模块以及观测模块组成。

PV光伏阵列是光伏储能系统的核心部分，它将太阳能转化为直流电能。Boost DC/DC变换器用于提高光伏阵列输出电压，以满足负载的需求。负载是系统中需要供电的设备或电器。双向DC/DC变换器用于实现电能的双向流动，可以将光伏阵列的电能输送到负载，同时也可以将多余的电能存储到锂离子电池系统中。

锂离子电池系统是光伏储能系统的储能部分，它可以存储多余的电能，并在需要时将电能释放给负载。PV侧控制模块负责监测和控制光伏阵列的输出电压和电流，以保证系统的稳定运行。锂离子电池侧控制模块负责监测和控制锂离子电池的状态和充放电过程，以保证电池的安全和寿命。观测模块用于实时监测系统的各个参数和状态，并提供数据给控制模块进行调节和优化。

为了对光伏储能直流系统进行仿真，使用MATLAB软件进行建模和仿真。通过建立各个组件的数学模型，并结合控制算法，可以模拟系统的运行过程，并评估系统的性能和效果。这种仿真可以帮助设计人员优化系统的结构和参数，提高系统的效率和可靠性。

PV控制模块采用最大功率点跟踪算法MPPT（Maximum Power Point Tracking），具体采用的是“扰动观察法”。该算法通过不断调整光伏阵列的工作点，使其输出功率达到最大值，从而实现对太阳能的最大利用。

系统的工作状态主要由输入参数辐照度决定。当辐照度较小以至于不能满足负载功率需求时，锂离子电池会进行输出，即从电池中释放储存的电能供给负载使用，同时电池的SOC（State of Charge）逐渐降低。

当辐照度较大使得光伏阵列输出功率高于负载需求功率时，锂离子电池会将多余功率进行回收，相当于对电池进行充电，同时电池的SOC升高。这样可以保证光伏系统在高辐照度条件下不会浪费多余的电能，而是将其存储起来，以备不时之需。

通过PV控制模块对光伏阵列的输出功率进行调节，可以使系统在不同辐照度条件下始终保持最佳工作状态，实现对太阳能的高效利用。同时，锂离子电池的充放电过程也受到控制模块的监测和调节，以确保电池的安全运行和延长其使用寿命。

这种光伏储能直流系统的设计和控制策略可以在实际应用中提供可靠的电力供应，并最大限度地利用太阳能资源，减少对传统能源的依赖，实现可持续发展的目标。

2 运行结果

2.1 整体模型

2.2 运行波形图

3 参考文献

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[1]奠先容.应用于电池储能系统中的双向DC/DC变换器研究[D].哈尔滨工业大学[2023-10-05].

[2]马闯王宏鑫刘明远茂旭.基于锂离子电池的双向DC/DC变换器仿真[J].农村电气化, 2019(7):69-71.

[3]马闯,王宏鑫,刘明远,等.基于锂离子电池的双向DC/DC变换器仿真[J].农村电气化, 2019(7):3.DOI:10.13882/j.cnki.ncdqh.2019.07.021.

4 Simulink仿真实现