[实用新型]一种太阳能电池模拟器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电源模拟技术，具体涉及一种太阳能电池模拟器。 

背景技术

目前，在研究一个带有较大功率负载的光伏发电系统或在并网运行时，需要用到几千瓦，几十、几百千瓦乃至兆级的太阳能电池阵列，在安装如此大功率的太阳能电池组成光伏阵列不太现实的情况下，太阳能电池模拟器就成了比不可少的实验工具。太阳能电池模拟器可以模拟任意日照及环境温度、任意功率要求条件下的太阳能电池阵列的输出特性、负载能力与系统的性能，是系统任何时候都能在实验室里重现它在不同室外条件下的性能和动态、稳态行为，实现对系统在线工作与在线调试的完全逼真的模拟和仿真。以往的太阳能模拟器常采用仿日照灯模拟光源的方法，这种方法制作复杂，成本高，能量损失大。随着电力电子技术的发展，用DSP作为主控器件实现数字式电池陈列模拟器变得越来越成熟。 

但模拟器仍然存在几个不足： 

1、模拟器机箱温度以及电池样品P-N结的结温都变化较大，导致最后输出与现实有很大误差。而且温度的变化会导致太阳能电池的开路电压与最大功率点发生偏移，使模拟器的逼真度受影响。 

2、目前有许多太阳能模拟光源的厂家，他产品的制作工艺、参数和性能上有很大的差别，实验效果也不尽相同。 

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是，如何提供一种太阳能电池模拟器，能模拟太阳能电池输出开路电压、短路电流以及电流-电压(I-V)曲线显示，并带最大功率点跟踪(MPPT)，用来满足太阳能光伏并网逆变器的研发、测试。 

本实用新型技术问题这样解决：构建一种太阳能电池模拟器，包括依次电连接的第一交流-直流转换模块、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、高频变压器、第二交流-直流转换模块、输出串并联转换模块、第二滤波电路和光伏逆变器；第二滤波电路还输出电连接电流互感器、模/数(A/D)采集电路、控制单元、脉宽调制器(PWM)、驱动电路和IGBT的控制端。 

按照本实用新型提供的太阳能电池模拟器，还包括位于第一交流-直流转换模块与IGBT之间的第一滤波电路。 

按照本实用新型提供的太阳能电池模拟器，第一滤波电路和第二滤波电路中都包括多个串并联的电容。 

按照本实用新型提供的太阳能电池模拟器，第一交流-直流转换模块是整流桥。 

按照本实用新型提供的太阳能电池模拟器，第一交流-直流转换模块是三相桥式整流器。 

按照本实用新型提供的太阳能电池模拟器，第二交流-直流转换模块是二极管整流。 

按照本实用新型提供的太阳能电池模拟器，第二交流-直流转换模块是单相全波整流电路。 

按照本实用新型提供的太阳能电池模拟器，第二滤波电路由电感线圈和输出滤波电容构成。 

按照本实用新型提供的太阳能电池模拟器，所述光伏逆变器电连接负载。 

按照本实用新型提供的太阳能电池模拟器，PWM具体是正弦脉宽调制电路。 

本实用新型提供的太阳能电池模拟器，较现有技术具有以下优势： 

1、本实用新型可以模拟不同光照和温度下I-V曲线，快速存取9组数据(电压、电流、功率)，MPPT工作点实时显示与上位机软件上； 

2、具有过压、过流、过温、短路保护功能； 

3、电压、电流、时间设定，数字式按键输入，精度高。 

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本实用新型进行详细说明。 

图1是本实用新型优选具体实施例电路框图。 

具体实施方式

首先，说明本实用新型的基础： 

本实用新型主要由三部分构成：第一部分为交流-直流-交流逆变电路，此电路主要由整流桥和IGBT构成，控制直流/交流(DC/AC)部分电路开关管的占空比(D)，就可以达到满足要求的电压范围。第二部分为高频变压器进行电压转换，同时和对系统之间的电气连接进行隔离。第三部分是进行交流/直流(AC/DC)变换的整流电路，最后既可以得到满足太阳能电池输出特征的电压和电流。 

上述技术方案中市电经过扼流线圈与电容滤除高频杂波和干扰信号后，通过继电器再进入整流桥。避免机器关闭后感应电流进入系统电路。 

上述技术方案中在二极管直流侧接电感电容(LC)滤波电路，可以提高电路输入功率因数降低谐波电流 。