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。     

全桥直流变换器在MPPT中的应用

由于光伏硅电池的独特输出特性,为能够将光伏阵列转换的能量以最大功率输出,就需要对光伏阵列的输出电流、电压进行实时控制,以实现最大功率点跟踪;另外,随着具有MPPT功能的DC/DC变换器的引入,对光伏发电系统的效率也产生了很大的影响.为提高光伏发电系统的效率,采用了移相全桥ZVS DC/DC 变换器作为光伏发电系统 MPPT 变换电路,并对应该具备 MPPT 功能的 DC/DC 变换器进行了设计.最后,采用了1 kW实验样机进行了一系列的实验.实验结果验证了该理论分析和设计的正确性.     

基于数模混合控制的快速光伏模拟器

针对目前光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)算法扰动频率越来越高的问题,设计了一种基于数模混合控制的快速光伏模拟器。模拟器的数字部分采用数字信号处理器(DSP)实现,所提出的算法首先使用四段折线法拟合光伏电池的伏安特性曲线,线性化的拟合结果可简化运算过程;接着采样输出电压、电流,计算出了负载阻抗;最后利用负载阻抗定位法,只用一个运算周期确定光伏模拟器的静态工作点。模拟部分主功率电路为同步BUCK,控制算法采用峰值电流控制以提高电路的响应速度,且其输出电压和电流可跟踪数字部分输出的具有光伏特性的参考值。建立模型分析模拟器的响应时间为0.22 ms,满足光伏变流器的MPPT算法要求。仿真和实验结果表明,理论分析准确,所设计的光伏模拟器具有实用性。     

分布式光伏阵列重构拓扑及控制方法

针对光伏系统在实际运行时,阵列受局部阴影遮挡输出功率出现多峰值导致常规最大功率跟踪(MPPT)算法失效,以及低光照度时逆变器额定功率与接入光伏阵列功率不匹配导致运行效率降低这两个问题,将光伏逆变器组群控制和阵列组态优化思想应用到光伏阵列拓扑重构上,提出了一种新的逆变器出力方案和光伏阵列,可任意自由重构开关拓扑,分析了光伏阵列重构开关拓扑的数学模型及约束条件,利用动态聚类控制将光伏阵列进行了自由串并联并接入相应功率等级逆变器中.在Matlab上建立了光伏阵列及逆变器数学模型,并仿真运行了光伏阵列在局部阴影遮挡和低光照度运行条件下的拓扑重构,得到了串并联开关最优矩阵和光伏阵列输出总功率.研究结果表明,分布式光伏阵列重构拓扑极大地提高了光伏系统的输出功率.     

光伏并网发电与建筑一体化研究

太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分。文章借鉴建筑一体化设计理念与光伏电池组件结构化模块设计思想,详细分析了光伏电池的倾角和朝向问题,并对光伏并网逆变器的选择问题进行了研究,提出了光伏电池阵列组合优化模型。     

大面积发散太阳模拟器均匀照明方法研究

为实现太阳模拟器的大辐照面积均匀照明,研究了大面积发散太阳模拟器光学系统的设计与仿真。分析了复眼透镜阵列组与发散投影系统工作原理及旁瓣效应产生机理;基于嵌套建模思想,结合多项式拟合方法,得出了氙灯轴上强度分布曲线,并根据氙灯发光能量对称性质,实现了氙灯空间光强分布模拟;结合提出的光学系统设计边界条件与参数,设计了光束整形系统、复眼透镜阵列组和发散投影系统。实验结果表明：当工作距离为20000mm,辐照面直径1500mm范围内,辐照均匀度为92.8%,满足了大面积发散太阳模拟器均匀照明的使用需求。     

大面积发散太阳模拟器的均匀照明

为实现太阳模拟器的大辐照面积均匀照明,研究了大面积发散太阳模拟器光学系统的设计与仿真。分析了复眼透镜阵列组与发散投影系统的工作原理及旁瓣效应的产生机理;基于嵌套建模思想,结合多项式拟合方法,得出了氙灯轴上的强度分布曲线,并根据氙灯发光能量对称的性质,实现了氙灯空间光强分布的模拟;结合提出的光学系统设计边界条件与参数,设计了光束整形系统、复眼透镜阵列组和发散投影系统。实验结果表明:大面积发散太阳模拟器的工作距离为20 000mm,辐照面直径为1 500mm,辐照均匀度为92.8%,满足均匀照明的使用需求。     

基于并联机构的光伏组件跟踪系统设计

首先介绍了光伏组件角度设计、不同类型光伏发电系统对光伏阵列的要求、最佳光伏阵列应满足的条件,其次对常用跟踪系统进行了分析比较,针对其不足之处,提出了改进意见,最后阐述了基于并联机构的光伏组件跟踪系统设计方案。     

新型光伏水泵实验控制系统

水泵电机型号、种类的匹配和光伏阵列的选择,对整个光伏水泵系统的性能有很大影响。针对传统光伏水泵实验系统中存在的测量数据不准确、效率低下、受外部环境影响大、无法进行有效控制等缺陷,研发了一种基于LabVIEW的光伏水泵实验控制系统。该系统利用数据采集控制装置对实验的各环节进行监控,同时采用计算机模拟光照条件,有效地减少了外部条件的制约。实验系统使用LabVIEW来处理数据,通过完整的系统软件平台来控制水泵电机的运行,使整个实验更加高效、快速。实践结果表明经过该实验系统选型的光伏水泵和光伏阵列能显著提高抽水效率。     

局部阴影条件下的光伏阵列建模与特性仿真

在光伏阵列数学模型的基础上,推导了局部阴影条件下的光伏阵列数学模型,并在Matlab/Simulink软件上进行了3种典型局部阴影条件下的光伏阵列建模与仿真,仿真结果表明在局部阴影条件下光伏阵列的电流出现拐点,输出功率出现多个局部极大值.     

Reflection-type single long-pulse solar simulator for high-efficiency crystalline silicon photovoltaic modules

Photovoltaic module measurements are predominantly taken by using pulsed solar simulators. However, significant errors can be generated when the existing simulators are applied to current high-efficiency crystalline silicon photovoltaic modules. This paper presents the design and implementation of a novel solar simulator featuring reflection-type light source and single long-pulse flash. The analysis and experimental study of the capacitance effect and the technical details of the simulator including reflection-type lamp house, xenon flash lamp power supply, and source-measure unit are introduced. The results show that the complete system achieves Class AAA performance in accordance with the international standard. The proposed simulator outperforms other similar products on the market and has been adopted by some well-known photovoltaic module manufacturers. The practical application demonstrates that this high-performance and cost-effective simulator is quite suitable for photovoltaic module production line.     

一种适用于CPV的太阳模拟器的光学结构与分析

太阳模拟器是聚光光伏(CPV)领域内对电池片、组件及系统进行在线检测的一种必不可少的光源设备,其要求辐照度大于800 W/m2,准直角度小,辐照度均匀,光谱接近AM1.5。要同时达到这些指标有一定的难度。通过分析实现既辐照均匀又辐照准直的太阳模拟器需要克服的因素,提出了一种太阳模拟器结构方案以满足上述要求。同时,配比不同焦距的准直透镜还可实现辐照面积可调。利用ZEMAX软件对该结构进行了仿真,验证了该方案的实现效果。     

基于非对称论域模糊控制的光伏阵列最大功率点跟踪研究

最大功率点跟踪(MPPT)是提高光伏发电系统效率的关键技术.在分析光伏阵列非线性输出特性的基础上,对基于非对称论域模糊控制实现光伏阵列MPPT进行探讨;建立了采用非对称论域模糊控制算法调节Boost电路占空比实现光伏阵列MPPT的仿真模型,在照度、温度阶跃变化下的仿真结果,验证了非对称论域模糊控制算法的有效性.     

基于模糊控制的光伏阵列MPPT仿真

研究了光伏阵列的非线性功率输出特性,建立了基于Matlab simulink/Power system的光伏阵列仿真模型,对基于模糊控制采用扰动观察法进行光伏发电最大功率点跟踪进行了仿真.     

基于MCS-51的太阳能量板自动追日系统的设计

通过设计一种基于51单片机的高效自动追日控制板,提高了太阳能量板的光伏转化效率,同时实现光伏电池的自动管理和维护,在控制板的设计中加入了RS485和CAN总线,使太阳能发电的阵列化成为了可能,从而提高了转化效率,降低了能耗。     

基于PLC光伏发电自动跟踪控制方法在酒泉应用

由于太阳位置随时间而变化,使光伏发电系统的太阳能电池阵列受光照强度不稳定,从而降低了光伏电池的效率,因此,设计太阳自动跟踪器是提高光伏发电系统工作效率的有效措施。该文针对已有的光伏跟踪控制方法的缺陷与不足,考虑到执行电机在转动时间内对太阳位置角度的变化与跟踪误差范围的预测与控制,提出了一种采用PLC的跟踪控制方法,并通过理论分析与Matlab/Simulink仿真结果验证了其可行性,具有很高的推广应用价值。     

Study on GNSS satellite signal simulator

Satellite signal simulator for global navigation satellite system（GNSS） can evaluate the accuracy of capturing,tracing and positioning of GNSS receiver.It has significant use-value in the military and civil fields.The system adopts the overall design scheme of digital signal processor （DSP） and field-programmable gate array （FPGA）.It consists of four modules：industrial control computer simulation software,mid-frequency signal generator,digital-to-analog （D/A） module and radio frequency （RF） module.In this paper,we test the dynamic performance of simulator using the dynamic scenes testing method,and the signal generated by the designed simulator is primarily validated.     

大型月球模拟器总体研究

论述了大型月球模拟器的工作原理,对口径为Φ2 500mm月球模拟器进行了系统设计,整个系统由光源、匀光板、光源控制系统、计算机控制系统、模拟器机械系统等组成。提出了大型月球模拟器光学系统的设计方案,采用LED阵列作为月球模拟器光源,使用光源控制系统控制LED组元的亮灭模拟月相变化,从而真实地模拟了月球的准直、均匀性以及月相变换的特性。经对月球模拟器进行光机结构分析和仿真分析,得到其最大自重变形为16.4μm,最大自重应变为2.1×10-4 m/m,不同月相的发光面照度不均匀度为14.7%,亮度不均匀度为17.2%,均满足设计指标要求。