6、MATLAB 助力：并网光伏系统建模与设计的创新工具

MATLAB 助力：并网光伏系统建模与设计的创新工具

1. 引言

并网光伏系统在重视太阳能用于住宅建筑的国家已广为人知且应用成熟。基于 MATLAB 开发的交互式软件，能实现并网光伏系统的快速可靠设计。这是首个使用 MATLAB 构建的用户友好型综合工具，选择 MATLAB 作为编程环境，主要因其在数值计算、数据分析和可视化方面能力强大，且具备易于使用的图形用户界面（GUIs）开发工具。该软件最初用于大学教育，考虑到 MATLAB 是解决工程问题的标准工具。项目初期用简单脚本编程创建 m 文件，后结合图形用户界面编程。

安装光伏系统（独立或并网）前，进行技术和经济可行性的详细研究至关重要。确保系统具备足够的光电转换效率，需合理选择光伏板、逆变器和电缆等组件，按规范连接并正确安装光伏阵列，以增加光照、降低表面温度。

软件采用顺序任务设计和规划流程，包含一系列相互依赖的任务。它配备了阿联酋多个城市 13 年的每日气象数据库和光伏系统组件数据库（如光伏模块、逆变器等），使用 MS Excel 构建数据库，便于与 MATLAB 例程连接和调整。设计流程的第一步是指定场地信息并进行太阳辐照度研究，通过选择调查城市、确定光伏安装区域的方向和倾斜角度，以及根据周围地面和结构确定反射率因子。

接下来，设计师需提供安装区域的几何信息，如光伏板的排列和尺寸。然后进行建筑负荷曲线研究，确定建筑的年度能源需求及光伏系统的覆盖比例。根据设计步骤，软件会推荐适合安装区域的光伏板数量，设计师选择光伏板后，软件会根据逆变器的尺寸因子选择合适的 DC/AC 逆变器。

在设计过程中，用户可图形化分析系统的电气性能。最后一步是选择合适的布线和保护设备，确保系统高效安全。该软件还