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...     

太阳能光伏阵列模拟器综述

太阳能光伏并网发电的广泛应用使得光伏并网逆变器的研究成为热点,而太阳能光伏阵列模拟器的研制解决了光伏并网逆变器调试过程中的模拟输入问题,大大缩短了光伏并网逆变器的研制周期并降低了成本。太阳能光伏阵列模拟器主要由整流电路、功率电路和控制电路三个部分组成,在对以上三部分电路进行归纳、分类和总结的基础上,结合现有太阳能光伏阵列模拟器的研究和产品,分别从不同模拟技术的工作原理、实现方法、性能指标等多个方面进行分析,为太阳能光伏阵列模拟器的研制和产品化提供参考。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于超级电容器储能的微网统一电能质量调节器

提出了一种新型的由超级电容器储能模块、光伏阵列、升降压DC/DC变换器、双向DC/DC变换器、并联逆变器和能量管理系统组成的微网统一电能质量调节器,分析了主电路的基本结构,提出了调节器在并网状态下针对不同电能质量问题控制指令的生成,以及超级电容器和逆变器的连接模块、光伏电池对超级电容器充电模块的设计。仿真结果表明,所提出的统一电能质量调节器可以充分利用光伏电池发出的多余能量,通过超级电容器的快速响应能力,对微网中的多种电能质量问题进行有效治理。     

光伏电池数学模型的labVIEW仿真分析

针对光伏电池数学模型需要知道一些特定参数,分析研究光伏电池有一定的困难,为此本文提出简化的工程用数学模型。使用LabVIEW搭建所建模型,并模拟光照强度和环境温度的变化对光伏电池输出特性的影响。仿真结果接近光伏组件实际工作特性,验证了建模的有效性。光照强度和温度对光伏电池输出特性影响的测试实验验证了所建模型的正确性,对于光伏阵列建模及光伏电池的研究有理论和实际意义。     

局部遮挡下光伏电池的数学建模与仿真研究

在局部遮挡条件下,光伏阵列I-V输出特性呈阶梯状,P-V输出特性含多个局部峰值。以光伏电池工程数学模型为基础,对光伏电池的串联、并联以及串并联形成阵列进行了深入的研究,建立了对应的数学模型,并理论上探究了功率最大点出现的位置以及多功率最大点产生机理。通过计算机仿真验证了理论推导的正确性,得出局部遮挡下光伏阵列的输出特性是由光照强度、遮挡模式、阵列格局等共同决定的结论。     

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。     

多路并网光伏发电系统的仿真与分析

对一种多路并网光伏发电系统进行了细化研究,该系统中所有光伏阵列各自通过一个Boost DC/DC电路和同一个逆变器并联,然后实现并网。先讨论了各主要元件的参数选取方法,并确定了控制策略。前级Boost斩波电路通过调节占空比改变光伏阵列的输出电压,实现最大功率点跟踪;后级逆变电路采用电压外环,电流内环的双环控制方法,电压外环控制逆变器直流侧电容电压的稳定并给出内环电流参考值的幅值,电流内环控制逆变器输出电流为参考值以实现并网,各路光伏阵列的最大功率点跟踪相互独立,互不干扰,提高了效率。最后用Matlab/Simulink进行了仿真,验证其有效性。     

若干典型太阳能电池阵列模拟器对比分析

太阳能电池阵列在光伏发电、航天和电源制造等方面应用广泛,受光照条件、场地、实验环境等因素的限制,在很多场合只能采用太阳能电池模拟器来模拟太阳能阵列,以完成控制算法验证、系统整体测试等工作。本文介绍了太阳能阵列的输出特性规律,列举了当前国际和国内若干典型的太阳能阵列模拟器的实现方案,分析了其工作原理,对其优缺点进行了对比分析,并展望了太阳能电池阵列模拟器技术的发展趋势。     

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.     

光伏阵列特性仿真及其在光伏并网逆变器测试系统中的应用

提出了一种光伏阵列特性的工程计算方法,基于光伏电池组件的基本技术参数、光伏阵列总的串联单元数和并联支路数、以及现场光照强度和温度,即可得出光伏阵列的特性。以Matlab/Simulink为工具建立仿真模型,详细分析了光伏阵列的特性曲线。以该计算方法为理论基础,介绍了国内第一套光伏并网逆变器测试系统的构成及特点。以此为平台,对型号为AURORA-PVI-5000-OUTD逆变器性能进行了测试,并给出部分测试结果,与该逆变器出厂检测参数基本吻合,验证了该方法的正确性和实用性。     

光伏阵列特性仿真及其在光伏并网逆变器测试系统中的应用

提出了一种光伏阵列特性的工程计算方法,基于光伏电池组件的基本技术参数、光伏阵列总的串联单元数和并联支路数、以及现场光照强度和温度,即可得出光伏阵列的特性.以Matlab/Simulink为工具建立仿真模型,详细分析了光伏阵列的特性曲线.以该计算方法为理论基础,介绍了国内第一套光伏并网逆变器测试系统的构成及特点.以此为平台,对型号为AURORA-PVI-5000-OUTD逆变器性能进行了测试,并给出部分测试结果,与该逆变器出厂检测参数基本吻合,验证了该方法的正确性和实用性.     

光伏系统最大功率点直接电流跟踪策略

在传统的光伏系统最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)策略中,扰动脱测法通过检测系统的输入电压电流.计算其输入功率并使其达到最大.在分析光伏电池特性及数学模型的基础上,提出了一种以系统输出电流最大为目标、不依赖光伏电池输出特性检测的MPPT策略.最后,通过电流型光伏并网逆变器上和光伏充电器的实验结果.验证了该方案的可行性和正确性.     

基于PSCAD的光伏并网系统的研究

光伏发电是一个日趋重要的研究课题.根据光伏电池数学模型,利用PSCAD软件建立光伏电池的仿真模型 并进行了仿真,结果表明光伏电池的输出特性呈明显非线性并随环境温度和光照的变化而变化.针对光伏电池最大功 率跟踪点,在原有电导增量法基础上提出了一种改进的MPPT模型搭建方法(变步长电导增量法),仿真结果表明外 界环境发生变化时,改进的电导增量法能够使光伏阵列快速、准确地跟踪最大功率点,确保系统稳定高效运行.为实 现光伏发电系统并网运行,搭建了光伏逆变器模型,成功地将光伏直流电逆变成交流电并入电网稳定运行.     

基于电流直接控制的光伏电池最大功率点跟踪策略

在传统的光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)策略中,扰动观测法是检测系统的输入电压电流,计算其输入功率并使其达到最大。本文在分析了光伏电池特性及数学模型的基础上,提出了一种以系统输出电流最大为目标、不依赖光伏电池输出特性检测的最大功率点跟踪策略。最后,通过电流型光伏并网逆变器和光伏充电器的实验结果,该方案的可行性和正确性得到了验证。     

微电网光伏发电系统控制与稳定性研究

在分析光伏电池原理及最大功率跟踪基础上,分析了含光伏发电系统的微电网模型。对光伏系统控制采用的是两级式控制,前级Boost DC/DC实现光伏阵列最大功率跟踪控制以稳定直流母线电压,并可升高电压以满足后级逆变器需要。后级为DC/AC逆变器,对逆变器采用V/f控制策略,此控制策略用以保证微电网的频率电压的稳定性。在Matlab/Simulink平台搭建含光伏发电系统的微电网仿真模型,分别对在并网运行时改变光照和在孤岛运行时改变负荷进行仿真,验证控制策略能够保证光伏发电系统的稳定运行。     

基于PSCAD的光伏电站仿真与分析

在分析光伏发电原理与光伏电池数学模型的基础上,对由若干光伏阵列组成的大型光伏电站进行PSCAD仿真建模,并分析其运行特性。采用恒电压跟踪方法并利用不同温度下的测量制表值共同实现大规模光伏阵列的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT),并设计了相应的并网逆变器控制策略。最后,对大型光伏电站在正常运行以及站内/外发生三相短路故障的情况进行仿真分析。