基于 DC-DC 变换器的光伏发电系统
摘要：本文首先分别从光伏电池特性、Buck 电路基本原理，最大功率跟踪方法、
PI 补偿、PWM 调制等方面分别进行分析设计，最后利用 Simulink 对光伏发电系
统进行了仿真，并对其进行最大功率跟踪。
关键词：光伏发电、最大功率跟踪、PI 补偿、Simulink、Buck 电路
0 概述
随着国家能源结构的调整，清洁能源在社会中的占比越来越大。光伏电池作
为一种清洁能源的代表，自然备受人们的青睐。然而，光伏电池由于受到光照强
度、温度等外界环境因素的影响其输出电压电流大小变化较大，如何对系统进行
控制，使其能够始终保持输出在最大功率点附近成为本文的工作重点，基于此本
人采用 MATLAB 中的 Simulink 软件对其进行仿真。
1 光伏电池特性
一般的光伏电池板在实际中相当于一个电流源，在不同的光照强度、温度等
情况下会相当于不同功率的电流源，在实际运用过程中，需要对其特性进行一定
的研究，基于此我们对其进行仿真研究。
1）光伏电池的数学模型
下图为光伏电池的等效电路模型：
经过数学推导可以得到：
𝐼
=
𝐼
𝑆𝐶
1
―
𝐶
1
𝑒
𝑈
―
𝑑𝑈
𝐶
2
𝑈
𝑜𝑐
―
1
+
𝑑𝐼
𝐶
1
=
(1
―
𝑈
𝑚
𝐼
𝑆𝐶
)
𝑒
―
𝑈
𝑚
𝐶
2
𝑈
𝑜𝑐
𝐶
2
=
𝑈
𝑚
𝑈
𝑜𝑐
―
1
ln
(1
―
𝐼
𝑚
𝐼
𝑠𝑐
)
𝑑𝐼
=
𝑎
𝑅
𝑅
𝑟𝑒𝑓
𝑑𝑇
+
(
𝑅
𝑅
𝑟𝑒𝑓
―
1)
𝐼
𝑠𝑐
