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摘要：针对光伏发电系统的发电性能受天气、经纬度及海拔等环境因素影响较大，文章旨在分析光伏发电系统的组成部分，对系统各个环节进行动态模拟仿真。结合气象数据，对光伏组件及电池、逆变器和交直流线路建立仿真模型，通过对实测数据比较可以发现，仿真模型能够快捷、方便和准确地模拟出光伏系统的各种参数，并对光伏系统的未来发电性能做出评估和预测，为实验室研究和工程开发提供非常有价值的参考。
关键词：光伏系统；模型；仿真；发电预测
随着全球环境污染的日益加重，人类环保意识的逐渐增强以及煤、石油等传统能源的急剧紧缺，太阳能、风能、水能等新型可再生清洁能源越来越被人们所青睐。太阳能光伏作为一种清洁的可再生能源，因其广阔的商业化前景和规模化的生产条件，越来越受到各国的关注。在我国，太阳能光伏发电系统每发电1kW?h，扣除在生产太阳能光伏电池及设备的过程中所消耗的电力，可至少相当于减少CO2排放量1.14kg[1]，有着巨大的环境效益。加之太阳能取之不尽，用之不竭，无地域限制、无污染、无噪声等优点，利用洁净的太阳能是未来世界能源领域的主要发展趋势。
目前大规模的光伏发电系统已经在国内外大量建成，但是由于光伏发电系统的输出受到太阳辐照强度和天气因素的影响，其发电量的变化是一个非平稳的随机过程，其发电随机性会对大电网形成冲击，因此，对光伏发电预测的研究成了光伏发电大规模应用中的研究难点之一。
本文利用计算机仿真技术，基于meteonorm中全国典型地区55个城市的气象数据，对光伏系统中的主要能源转换环节，包括太阳能辐照、光伏组件、逆变器和蓄电池等部件进行数学建模，以此来模拟仿真实际系统未来的发电量和效率等情况。
一、光伏组件太阳能辐照模型
太阳能光伏系统在模拟仿真过程中，首先要获得光伏组件接受光照的倾斜面上月平均日的辐照数据。为计算任意纬度、任意安装朝向、任意安装倾角情况下的倾斜面辐照量，我们采用Klein和Theilacker发表的倾斜面平均辐照度计算方法（KT方法）[2]，其基本模型计算公式如下：
图2是以1990年至2009年20年间各地气象数据为基础，40块光伏组件预测输出功率与实测输出功率的曲线变化，可以看出，仿真值与实测值具有较高的吻合度，且变化趋势也基本保持一致。
六、结论
以光伏发电系统为研究对象，研究建立了光伏发电系统的仿真模型，并阐述了所建模型在光伏系统中的设计原理。在考虑了太阳辐照和气候数据基础上，进行了光伏发电系统的发电量预测，仿真结果与实测系统的对比结果表明，该模型能很好地反映光伏发电系统在实际环境中的工作情况。利用该模型可以方便、快捷地掌握实际光伏发电系统的工作情况，对于实验室研究和工程设计都有重要意义。
参考文献：
[1]杨金焕，葛亮，谈培月.大力发展太阳能并网发电系统[G].可再生能源规模化发展国际研讨会暨第三届泛长三角能源科技论坛文集，2006.
[2]Klein，S.A，TheilackerJ.C.AlgorithmForCalculatingMonthly-AverageRadiationOnInclinedSurfaces.[J]JournalofSolarEnergyEngineering，TransactionsoftheASME.，1981，103（1）：29-33.
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