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.     

数字式光伏电池阵列模拟器的研制

本文在详细介绍太阳能电池的工作原理及其数学模型的基础上,选择半桥变换器作为主电路拓扑,研制了一台光伏电池阵列模拟器。控制部分采用TMS320F2812 DSP作为模拟器控制电路的主控制器,将数字PI控制算法应用在数字式光伏电池阵列模拟器中。在闭环实验下,模拟器的静态工作点与所模拟的太阳能电池的输出特性相吻合,并能够动态模拟负载变化的工作情况。证明了所设计的模拟器能够用于光伏发电系统实验。     

基于ARM的数字式光伏电池模拟器

详细分析了光伏电池阵列的电气特性,提出了光伏电池模拟器数字式控制的理论依据。设计了基于ARM控制的主电路为BUCK电路的数字式光伏阵列模拟器,并采用电压、电流双环PI调节对BUCK电路进行控制,以提高系统的动态响应能力及稳定性。对光伏电池特性曲线进行分段多项式拟合,基于ARM控制单元完成采样、计算和PWM输出,实现对光伏电池模拟器的数字式控制。在Matlab中建立了数字式光伏电池模拟器仿真模型,实现了不同负荷下的输出特性仿真,验证了设计的合理性。     

数字式光伏模拟器的研究与设计

为在光伏实验系统中模拟光伏电池外特性,克服自然条件下多种环境因素的复合影响和功率器件性能差异对电池输出特性的影响,实现温度、光照强度改变等条件下光伏电池真实外特性的模拟。设计了一种基于三相AC-DC整流器结构的光伏模拟器,硬件部分基于三相电压型PWM整流器,软件部分基于单二极管光伏电池模型的模拟算法,详细推导了模型参数的计算方法;采用电压电流双环控制策略,保证输出电压的跟踪精度及响应速度,并加入负载电流前馈补偿控制,提升直流电压抗扰动性能。模拟器能够精确模拟光照、温度及阴影遮挡等条件下的光伏阵列外特性,电压控制偏差为±0.001 V,响应时间为20 ms。     

一种数字式光伏阵列模拟系统的研究

针对模拟式光伏阵列模拟器的缺点,提了以光伏电池数学模犁为基础,由直流斩波器构成的数字式光伏阵列模拟器.该模拟器可以模拟任意太阳辐射强度、环境温度的光伏阵列1-V特性.实验结果证明该模拟器的输出特性非常接近实际情况,并且动态响应良好.     

一种简单的光伏电池模拟器

基于光伏电池的输出特性,提出了一种模拟光伏电池输出特性的光伏电池模拟器简单实现电路。该电路由1个恒定电流源和n个串联二极管并联组成,其原理是利用不同组合的二极管P-N结的非线性特性。通过调节电流源的电流和二极管的个数,实现不同光照和温度下光伏电池输出特性的模拟。计算机仿真和电路实验结果验证了所设计光伏电池模拟器的有效性。     

基于Matlab的高精度光伏模拟器的设计

以实际光伏I-V输出特性曲线为参照,将多段折线法与均值阶梯线段法相结合,可以更为精确地实现光伏电池I-V特性曲线的拟合。研究了光伏模拟器的系统结构,利用Matlab搭建了光伏模拟器的仿真模型,并通过仿真验证了光伏特性曲线拟合方法及光伏模拟器系统结构的正确性,同时依据仿真结果比较了两种光伏特性曲线拟合方法,证明了采用多段折线法与均值阶梯线段法相结合的拟合曲线具有更高的精度。     

多项式拟合的光伏电池阵列模拟器研究与设计

分析了光伏电池的数学模型,提出了一种简化的工程应用模型,该模型仅需要光伏电池的5个出厂参数就可以在工程精度下完整地复现光伏电池的外部特性,采用多项式拟合方法,成功地使用4段折线对光伏电池的I-U特性曲线进行了拟合。基于多项式拟合的光伏电池阵列特性曲线设计了一种数字式光伏阵列模拟器,该模拟器以Boost变换器作为主电路,采用电流闭环PI控制。仿真与实验证明,采用多项式对光伏电池特性曲线进行分段拟合具有较高的精确度,模型误差在6 %以下,可以满足光伏系统设计及仿真的精度要求,可以取代实际光伏阵列进行相关实验研究。     

基于DSP的PSFB光伏阵列模拟器研制

选择了一种适用于光伏并网逆变器测试使用的移相全桥(PSFB)DC/DC拓扑结构,简单分析了其工作过程。从光伏电池阵列的输出特性出发,建立其等效数学模型,得出光伏电池输出特性的工程计算方法。采用直接代入的控制策略,通过TMS320F28335对光伏电池阵列输出特性的数学模型进行数字化处理。最后,通过对模拟器的整体系统的设计进行验证,测试了模拟器的静、动态特性数据,并选择10 kW的光伏并网逆变器对模拟器的实际性能进行了测试和研究。     

模拟实时工况下任意光伏阵列输出特性的光伏模拟器

针对现有光伏模拟器功能局限性,提出一种实用性更高的光伏模拟器,可模拟实时工况下任意光伏阵列输出特性.此模拟器以光伏电池四参数数字模型为基础,在确保精度的情况下简化了模型,不仅可模拟任意一种光伏阵列在标准条件下的输出特性,还可模拟不同光照和温度条件下及任意局部阴影遮挡条件下的任意光伏阵列输出特性.在 MATLAB中搭建此模拟器模型进行仿真验证,结果表明在实时工况下,此模拟器能精确模拟出任意光伏阵列输出特性曲线,克服自然条件的随机性给试验带来的困难,并为光伏系统的后续研究提供了坚实基础。