基于Simulink的光伏电池仿真模型搭建——从四参数工程数学模型到S-Function实现与子系统封装

基于Simulink的光伏电池仿真模型搭建——从四参数工程数学模型到S-Function实现与子系统封装

摘要

光伏电池的输出特性具有强烈的非线性和环境依赖性，准确建立其仿真模型是开展光伏系统设计、最大功率点跟踪算法验证及并网发电系统研究的基础。本文以RX-DBG型单晶硅光伏组件为研究对象，基于四参数工程数学模型，在MATLAB/Simulink平台中利用S-Function模块搭建了光伏电池仿真模型，并通过子系统封装技术将模型封装为具备电压测量端口、温度输入端口、光照强度输入端口、电流输出端口和功率输出端口的标准化模块。本文详细阐述了光伏电池的数学原理、S-Function的Level-2 MATLAB S-Function代码实现、封装操作步骤及模型验证方法，提供了完整的可执行代码，并对模型在不同工况下的输出特性进行了分析。该模型参数配置灵活、接口规范，适用于光伏发电系统仿真、MPPT控制策略研究及光伏阵列建模等多种应用场景。

关键词：光伏电池；Simulink；S-Function；四参数工程模型；子系统封装；RX-DBG

一、引言

1.1 光伏发电仿真研究的意义

在全球能源结构转型和“双碳”目标的驱动下，太阳能光伏发电作为最具发展潜力的可再生能源之一，装机容量持续快速增长。光伏发电系统的设计优化、控制策略开发和性能评估高度依赖仿真工具的支持。MATLAB/Simulink凭借其强大的数值计算能力和模块化的仿真环境，已成为光伏系统建模与仿真的主流平台之一。建立