基于TMS320F2812和BUCK电路的光伏阵列模拟器

采用TMS320F2812DSP为控制器,BUCK电路为主电路,研究与设计了一种新型光伏阵列模拟器.模拟算法利用模拟器负载电流与阵列特性电流的差值控制BUCK电路开关的占空比,调节模拟器输出电压,使模拟器的工作点逐步逼近光伏阵列I-V特性的工作点,实现对光伏阵列输出特性的模拟.阵列的特性电流值由存贮于DSP中的工程数学模型,根据选定的不同光照量和环境温度条件计算得到.MATLAB仿真和模拟器样机的实验结果表明,本文模拟器的逼近与稳定时间约为80ms,仅为传统逐点逼近法的25%,且超调小于4%,稳态误差小于1%,均优于传统逼近法,且能够实现光伏阵列不同I-V特性曲线的完整模拟.

基于FPGA的数字式光伏阵列模拟器的研究

针对现有的光伏阵列模拟器存在的缺陷,提出了一种基于FPGA的数字式光伏阵列模拟器。该模拟器可以模拟不同拓扑结构的光伏阵列在局部温度及辐照度参数不均衡条件下的输出I/V特性。首先在Matlab/Simulink中建立了光伏阵列的仿真模型及基于模糊PID控制器硬开关电源电路的光伏阵列模拟器模型。之后搭建了基于System Generator的硬件在环仿真平台,对FPGA控制器进行了硬件在环设计及仿真验证,克服了单纯软件仿真的缺点,极大地减少了开发过程的时间。最后完成了光伏阵列模拟器的实验测试,结果证明该模拟器能够良好地再现现场环境中光伏阵列的输出特性。

基于MSP430和组态王的光伏阵列模拟器的设计

在进行现场试验时,无法在短时间内得到光伏阵列随环境变化的输出特性。为了解决这个问题,根据光伏阵列的物理模型建立了光伏阵列数学模型,并且使用Simulink软件仿真验证了模型的正确性,在此基础上,采用MSP430芯片作为主控芯片,组态王软件作为上位机软件设计了一种光伏阵列模拟器,通过输入不同的光照强度、环境温度等外部环境条件寻找工作点,控制斩波电路的输出电压,模拟不同环境条件下光伏阵列的输出特性。

基于XC164的数字式光伏阵列模拟器研制

根据硅太阳能电池的物理特性,分析了模拟器的数学模型,研制了基于英飞凌XC164的数字式光伏阵列模拟器。该模拟器选择正激变换器作为主电路拓扑,英飞凌公司的XC164单片机作为控制器,采用了寻找负载工作点的优化算法。试验表明,该模拟器能够较为精确地模拟出在各种环境条件下,光伏阵列的U-I输出曲线,并且具有良好的动态响应能力。

一种新型光伏阵列模拟器的设计研究

在设计离网或并网运行的光伏发电系统时,如果使用真实的光伏阵列,不仅成本高、难度大,而且也难以实现各种环境条件下系统的运行状况。本文提出了一种利用虚拟仪器和恒流源等设备组成光伏阵列模拟器的快速设计方法。首先,通过对光伏电池的物理特性的分析,提取出光伏的数学模型。在Matlab环境下将实际测得的光伏特性曲线与由数学模型得到的曲线相比较,仿真结果证明该数学模型能够很好的模拟实际光伏输出。该方法利用数据采集卡对负载的电压进行检测,通过计算光伏阵列的数学模型得出模拟光伏阵列的输出电流,最后通过GPIB总线控制恒流源,由此也实现了基于恒流源的光伏阵列模拟器。

光伏阵列模拟器的设计及其跟踪策略

光伏阵列模拟器可为光伏发电设备进行全天候测试提供理想的试验平台,论文在阐述光伏阵列模拟器意义的基础上介绍了一个独立光伏阵列模拟器的设计。该设计采用80C552设计了装置的控制器并以DC/DC环节作为跟踪控制的手段。论文较为详细地阐述了光伏阵列模拟器采用的沿负载线逼近I-V曲线的跟踪策略。

交互式数字光伏阵列模拟器设计

在基于太阳能光伏阵列的电力电子系统开发过程中,如果以真实的太阳能光伏阵列作为检测设备,系统的研发将受到成本、体积及环境条件等诸多因素限制。为解决这一问题,提出了一种由半桥DC/DC变换器、数字信号处理器(DSP)及LabVIEW人机交互界面组成的交互式数字光伏阵列模拟器。人机交互界面的设计实现了模拟器模拟情况的多样化和操作人员对系统控制的可视化。多项式简化拟合算法及变步长工作点快速查找算法的设计,使DSP通过PWM对半桥DC/DC变换器的控制兼顾了快速与精确这两个优点。样机实现了对输出功率1 kW以下的太阳能光伏阵列的模拟。

基于新型拟合算法的光伏阵列模拟器的设计与实现

随着生物能源日益枯竭,越来越多的国家开始重视可再生能源,其中利用太阳能的光伏发电技术受到世界各国的广泛青睐。但是太阳能电池板的昂贵造价,给实验研发带来了一定的经济困难,成为目前光伏产品开发的瓶颈。为减小实验成本,该文设计一种能够满足太阳能电池板输出特性的特殊电源,称为太阳能电池模拟器。分析光伏阵列模拟器的工作原理,并设计该模拟器的算法,同时利用Matlab对其进行仿真验证。最后用实验证实了理论分析的正确性。

基于平抛运动模型的数字式光伏阵列模拟器

提出了一种新的光伏电池数学模型方程,推导出了两个重力场下的质点平抛运动轨迹方程来表达光伏电池I-V输出特性。将该模型的计算数据和真实光伏阵列实测数据进行了对比和相对误差分析,结果表明该模型能满足工程精度的要求,其计算量小,弥补了传统指数模型计算量大的缺点。根据提出模型不含指数运算且为R显函数的特点,推导出了负载工作点电流Iref与负载R的函数关系式,为光伏阵列模拟器的控制器更快地提供准确的参考值,并设计了一个光伏阵列模拟器来验证该模型和算法的正确性。用RT-LAB半实物仿真平台进行了实验,结果表明:该数字式光伏阵列模拟器能完成其模拟功能,并具有良好的动态性能。

大功率光伏电池阵列模拟器研究

为满足实验室中光伏逆变器综合性能测试的需要,提出一种新型的大功率光伏电池阵列模拟器。分析了输出的I-V特性曲线指令信号的运算方法,利用三相电压型高频PWM整流电路实现指令信号的功率放大,介绍了光伏电池阵列模拟器的控制方案。仿真结果表明该光伏电池阵列模拟器具有很好的稳态与动态性能。

基于DSP控制的光伏电池阵列模拟器的研究

针对光伏电池阵列模拟器设计中仅使用电压控制或电流控制方式引起输出电压和电流波动的问题,提出了一种复合控制策略,将光伏电池阵列I-V特性曲线以最大功率点划分为两个区域,在近似恒流源段电流控制方式有效,在近似恒压源段电压控制方式有效。MATLAB软件的仿真结果验证了基于TMS320F2812 DSP控制的光伏电池阵列模拟器系统的可行性,当负载发生变化时模拟器能够在较短时间内稳定于该负载所对应的工作点输出。采用复合控制策略能有效地减小输出电压和电流的波动,且系统稳定,动态响应快。

局部阴影条件下光伏阵列数学模型研究

局部阴影条件下,光伏阵列电流电压输出特性曲线呈阶梯状,使得光伏阵列电流电压输出方程的求解相对复杂。传统的电路指数模型,存在计算量大、参数不易确定等缺点。指数型工程用数学模型只需根据厂家提供参数即可建模,但是由于模型中含有指数或对数函数,通过计算机泰勒展开后运算量仍然较大,影响了控制器解算光伏电池方程的速度。为解决上述问题,提出在光伏电池平抛运动学模型的基础上,推导出分段平抛运动轨迹方程组来表达被部分遮挡的光伏阵列输出特性。采用MATLAB软件建模解算,并与指数模型和实测数据对比后表明,求解过程计算量小,误差在工程精度要求范围内,有利于最大功率跟踪,为光伏阵列模拟器中控制器优化设计提供了依据。

光伏逆变器综合性能测试平台研究

为了对光伏逆变器性能参数进行准确有效的测试,需要搭建高性能的测试平台。本文对基于三相高频PWM整流器的光伏阵列模拟器作为试验电源的光伏逆变器综合性能测试平台进行系统仿真,验证了该方案的合理性和可行性,且有效解决了大容量和网侧谐波和无功污染的问题。同时,本文还对光伏逆变器的一些关键性能参数,如光伏逆变器效率、最大功率点跟踪性能、反孤岛保护功能、逆变器输出波形质量等,进行了分析和研究,并提出了测试方案,为进一步的测试工作打下了基础。

大功率光伏逆变器输出滤波电抗器有功损耗测量

针对大功率光伏逆变器输出滤波电抗器的有功损耗测量目前受自然环境以及技术条件限制尚未达到工业需求的问题,提出了光伏阵列模拟器和光伏逆变器工作过程的互逆性原理并设计了电力电子变流技术改造光伏逆变器,实现光伏阵列模拟器的功能,并得出相对真实的环境数据搭建有功损耗测试平台.此光伏阵列模拟器测试系统可以准确地测试出各项性能和有功损耗量,相较于目前国内的测试方法,该大功率光伏逆变器输出滤波电抗器有功测量更省时、省力、成本较低且能够达到工业的要求.

一种光伏逆变器综合测试平台的系统方案

主要介绍基于光伏阵列模拟器和电网模拟器的光伏逆变器综合测试平台的系统方案。分析了系统的组成及各部件的作用。

一种光伏逆变器综合测试平台的系统方案

近年来，随着光伏产业的迅猛发展，光伏逆变器行业进入到了其发展的高峰期。众多光伏逆变器生产企业已经从刚起步时生产小功率逆变器（30kW以下）逐渐发展到生产大型逆变器（以250，400，500kW为主），并大量应用于各国的光伏电站。因此，生产企业、电站业主单位及认证机构等对光伏逆变器产品的检测需求越来越大，要求也越来越高。本文主要介绍基于光伏阵列模拟器和电网模拟器的光伏逆变器综合测试平台的系统方案。