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。     

一种高精度电池模拟器的设计与实现

为了解决电池保护板检测装置中电池电压的给定与检测问题,设计了一种基于STM32的高精度的电池模拟器。该电池模拟器以STM32为主控制器,由电压产生模块、电池组模拟模块、电压反馈模块组成。对电池模拟器的工作原理、控制方案给予了说明。实际测试表明,该电池模拟器具有单节电压任意调节、可模拟多串电池的串联、扩展性强等特点,满足了电池保护板测试装置的需要,具有良好的稳定性。     

基于光伏电池模拟器的最大功率点跟踪控制研究

不论光照强度及环境温度如何变化,最大功率点跟踪控制都可以使光伏电池输出最大功率.由于照度、环境温度等条件不可控,变化周期长,在光伏阵列发电系统中研究最大功率点跟踪控制有众多不便.提出一种光伏电池模拟器,在实验室内可以模拟光伏电池特性,改变照度等外界条件.分析了在DC-DC变换器中控制占空比实现最大功率点跟踪控制的方法,在基于光伏电池模拟器构建的实验系统中实现了不同照度下的最大功率点跟踪控制.     

基于直流-直流变换器的高精度电池模拟器设计

动力电池及其相关设备的生产、测试和研发过程中,需要用到电池模拟器;传统的电池模拟器存在输出功率小和输出精度低的缺点;本文介绍了一种基于直流-直流变换器和线性稳压技术的电池模拟器;通过隔离型多路输出变换器实现各个电池单元的隔离供电,通过直流-直流变换器实现输出电压的预调整,应用线性稳压电路,降低输出电压纹波,提高了输出电压的精度,并设计了试验样机,进行了试验验证,获得较好的模拟效果。     

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。     

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.     

直流微网实验中数字式光伏模拟器的研究与开发

直流微网实验中,光伏电池必不可少,然而,光伏电池的铺设面积及输出等不确定因素使得光伏模拟器的研究成为必然.根据光伏模块的等效电路模型,并结合Simulink中的模块,搭建立了光伏电池仿真模型,根据模型的输出特性,采用了基于DSP28335控制的Buck斩波电路实现光伏特性的输出,给出了主电路及检测保护电路的设计,分析并研究了光伏跟踪的几种算法,最后给出了几种算法下的输出波形并绘制了光伏模拟器的输出特性曲线.     

具有TMPPT功能的太阳能光伏充电系统研究

针对太阳能电池组件输出特性曲线的非线性特点以及传统的直接与蓄电池并联充电方式的缺点,本文进行了太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制研究,并提出了采用变步长电压扰动观察的跟踪控制策略.由于充电系统中的蓄电池组为易损设备,因此,本文结合蓄电池的充放电特性曲线以及太阳能电源的输出特性,对蓄电池组进行了优化管理研究.在此基础上,设计了基于单片机JK3和脉宽调制芯片TL494的太阳能光伏充电系统,采用电压电流双闭环控制,有效改善了系统的跟踪效果.最后,在太阳能电池阵列模拟器上进行了太阳能电池组件的最大功率点跟踪的实验验证.实验结果证明上述控制策略具有良好的跟踪效果,有效提高了系统充电效率.     

单周控制光伏并网系统的最大功率跟踪

单周控制的单级全桥光伏并网系统具有容量大、效率高、成本低等优点。但现有基于单周控制的光伏电池最大功率跟踪存在着难以搜索最大功率点、难以稳定工作在最大功率点以及搜索精度差等缺点。针对以上不足,本文提出了基于增量电导的光伏电池最大功率跟踪算法,该算法将光伏电池输出功率引入到单周控制的输入量中,同时优化了光伏电池输出电压的给定量。该算法在硬件上实现简单,仿真结果表明该算法能够准确跟踪光伏电池最大功率点,并具有较高的精度和稳定性     

面向电机模拟器的永磁同步电机模型研究

为提高电机模拟器对实际电机的模拟精度,针对磁饱和、交叉耦合效应和转子磁场谐波3个电机磁特性以及损耗、温升两个电机热特性因素分析永磁同步电机电磁参数变化规律,建立了能够同时体现永磁同步电机磁特性和热特性的变参数磁热耦合电机模型,对比了定参数建模电机模拟器、变参数建模电机模拟器与实际永磁同步电机三者的输出端口特性.根据仿真结果,所用定离散周期的电机离散模型具备良好的模拟精度,电机模拟器电流跟踪算法能够对电机模型输出指令电流进行快速跟踪.实验结果表明,基于所设计变参数建模的电机模拟器相较于实际电机端口特性模拟精度高,且准确性高于基于定参数建模的电机模拟器.变参数建模是高精度电机模拟器发展的正确方向.