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。     

一种人机交互式光伏阵列模拟器的设计

为解决真实光伏阵列给研究造成的诸多限制,提出一种人机交互"双工作模式"的数字式光伏阵列模拟器。介绍了整个模拟器系统的设计方案,通过人机交互界面实现静态和动态模拟光伏阵列任意条件下的输出特性,增加了操作的多样化和可视化。实验表明,该模拟器可以在实验室环境下较为精确地模拟任意条件下的光伏阵列输出特性,可以取代真实的光伏阵列进行实验研究。     

一种电流型光伏模拟器的分析和设计

光伏模拟器是用于光伏产品实验与测试的可以模拟光伏阵列输出特性的电源。因为光伏模拟器工作时候级联光伏逆变器,而光伏逆变器的输入阻抗特性直接影响着模拟器的输出特性,在某些条件下甚至会导致其工作不稳定。论文在小信号模型下分析了光伏逆变器对光伏模拟器的影响,并给出了光伏模拟器的设计要点。设计出一种光伏模拟器控制系统,实验结果表...     

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。     

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.     

基于MATLAB的光伏电池通用数学模型

针对光伏电池输出特性具有强烈的非线性,根据太阳能电池的直流物理模型,利用MATLAB建立了太阳能光伏阵列通用的仿真模型.利用此模型,模拟任意环境、太阳辐射强度、电池板参数、电池板串并联方式下的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ特性.模型内部参数经过优化,较好地反应了电池实际特性.模型带有最大功率点跟踪功能,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点的跟踪.     

基于PXI和LabVIEW的光伏电池模拟器的设计

以LabVIEW为软件,以PXI1117任意波形发生器和PXI8622数据采集卡为硬件,设计了光伏电池模拟器,通过改变光照强度、温度的数值和负载的大小验证模拟器的有效性。实验结果表明光伏电池模拟器能实时准确地使负载运行在不同外界条件下光伏电池的输出特性曲线上。     

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。     

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。     

光伏并网发电系统最大功率跟踪新算法及其仿真

根据光伏阵列的特性,开发了光伏阵列的通用仿真模型,该模型可以模拟任意日照和温度下光伏电池的输出特性.分析了光伏并网发电系统最大功率跟踪的算法,针对最常用的最大功率跟踪方法--扰动观察法的不足,提出了一种新的最大功率跟踪的新算法.在Matlab/Simulink下进行了建模与仿真.仿真结果表明该方法在一定程度上可解决光伏电池输出非线性的问题,有效地避免跟踪的偏差,能够准确地跟踪太阳能电池的最大功率点,有效地提高光伏电池的输出效率,其动态响应速度快,使光伏系统具有良好的动态和稳态性能.     

复杂阴影条件下光伏阵列的建模与仿真分析

在单块光伏电池模型及其物理接口设计基础上,采用串并联旁路二极管和防逆二极管的方式,提出了适用于任意阴影条件的光伏阵列的建模方法。在此基础上对各种阴影情况进行了仿真分析,验证了旁路、防逆二极管在光伏发电系统中的重要性,并总结了在复杂阴影作用下光伏阵列的输出特性变化规律。最后通过一个实际光伏工程验证了所建模型的可行性与实用性。     

适用不同尺度光伏阵列的数值建模方法

把光伏电池电路模型的离散计算结果作为基准数据源,利用数值计算方法实现对光伏阵列及各光伏单元的建模,详细阐述了该建模方法的实现机理及数学模型表达。针对光伏阵列运行中常遇到的阴影遮挡工况,建立了不同规模(单体光伏电池、组件、组串、阵列)的遮挡模型,并给出仿真结果。结果表明:在不同遮挡率下,单体光伏电池、组件的I-V输出特性曲线只有一个阶梯,P-V输出特性曲线仅有一个功率峰值;组串I-V输出特性曲线阶梯个数等于组件不同遮挡率个数,P-V输出特性曲线功率峰值个数不大于阶梯个数,并验证了两者之间的确切关系;光伏阵列的功率峰值个数与各组串的峰值个数关系复杂。该模型可适用于不同规模光伏阵列,仿真灵活,也容易与电力电子回路集成实现系统级仿真。     

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。     

典型故障条件下光伏阵列建模与仿真

为实现光伏阵列在典型故障条件下的仿真模拟和数据分析,利用Simulink搭建了局部遮阴、开路、短路和老化条件下的光伏阵列仿真模型。构建2种光伏组件模型,通过实验数据分析,得到精度较高的光伏组件模型;根据光伏阵列故障原理,通过搭建物理接口电路实现优选的光伏组件模型和电阻器之间的串并联,建立光伏阵列故障模型。对光伏阵列故障输出特性进行仿真分析,结果表明,该光伏阵列故障仿真平台便于故障模拟和特性分析,能够直观看出光伏阵列电气参数变化趋势,为研究如何有效地选取电气参数作为故障诊断模型的输入特征变量提供了理论依据。     

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。     

阴影对串联光伏阵列输出特性的影响

基于传统的光伏电池等效模型,研究了影响光伏电池输出特性的主要因素。通过对受部分遮挡的串联光伏组件工作状态的分析,建立了适用于任意遮挡情况下的串联光伏阵列的数学及仿真模型,通过仿真曲线与实验数据的对比验证了所建模型的正确性。利用所建模型,仿真分析了串联光伏阵列在不同遮挡程度下的输出特性曲线,对比分析了不同遮挡状态下串联光伏阵列的最大输出功率的变化。     

光伏电池模型综述

在复杂工况影响下,通过物理实验方法观测光伏电池输出特性比较困难。光伏电池作为光伏发电系统的核心部件,对其建模与仿真,研究不同工况条件下光伏系统的输出特性,是光伏发电系统研究和设计的重要依据,也是研究最大功率追踪算法和故障诊断方法的首选途径。国内外学者对光伏电池模型做了大量研究,给出很多光伏模型,可将已有建模方法分为三类。即电路模型、工程模型和拟合模型,并根据对模型精确度要求和应用场所选择合适建模方法。     

光伏阵列模拟器综述

光伏阵列是光伏发电系统中最基本组成部分,光伏阵列模拟器能够代替实际光伏阵列在室内进行各种光伏实验,目前国内外专家学者已经成功研制了一些不同类型不同功率等级的模拟器,这些模拟器有各自不同的特点和应用场合,为此综述了光伏阵列模拟器,包括早期出现的模拟式光伏阵列模拟器和目前研究较多的数字式光伏阵列模拟器.从光伏阵列模拟器的类...     

考虑阴影影响的光伏阵列仿真算法研究

针对光伏发电输出功率的波动性和随机性,为了改善光伏发电功率的可预测性和最大功率跟踪的准确性,必须深入研究阴影对光伏阵列输出特性的影响。首先以光伏组件为基本单元,兼顾旁路二极管和防逆二极管的影响,建立光伏阵列的高维数学模型,提出了易于分布式实现的、适用于任意阴影条件的光伏阵列输出特性快速计算机仿真算法。不同阴影条件下的仿真结果表明,光伏阵列的输出特性与阴影的分布范围及其光照强度密切相关,阴影使光伏阵列输出特性发生显著变化;仿真计算时间与光伏阵列的规模呈近似线性关系,采用分布式计算或减少离散点数都可以显著提高计算速度。本算法物理意义清晰、易于实现,为实际光伏阵列的分析与控制奠定了基础。     

局部阴影条件下光伏阵列数学模型研究

局部阴影条件下,光伏阵列的I-U特性呈现阶梯状、P-U特性存在多峰值以及输出曲线特性较复杂,为阴影条件下光伏阵列输出特性的建模带来较大难度。工程用数学模型和运动学平抛模型,难以适应多变的阴影条件,且计算量大,建模过程困难。在此基础上提出了电流排序运动学平抛模型。经过建模、仿真、分析和对比,证明使用该模型建模不仅输出结果误差能够维持在一定的范围内,而且在建模过程中能够大大减少计算量;适用于阴影条件下光伏阵列输出特性的快速建模。