[发明专利]一种模拟光伏组件特性的电源装置

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种开关电源装置，具体涉及一种模拟光伏组件特性的电源装置。 

  

背景技术

太阳能光伏发电技术是基于光生伏打效应将太阳能转化为电能的发电技术，利用微电子工艺技术制成的太阳能电池组件完成将太阳能转化为电能的工作。该技术具有不消耗化石燃料、无环境污染、可靠性高、寿命长、安全性能好、适合分散供电、扩充能量方便、与其他电源系统兼容等优点。 

太阳能光伏发电技术需要由逆变器将直流变为工频交流，以适应众多的交流电器供电条件。 

对光伏并网逆变器进行测试，需要提供模拟光伏发电的直流电源作为光伏逆变器的输入，通过改变被测光伏并网逆变器的输入与输出条件，实时采集其输入端、输出端的电压、电流值，经过适当的程序处理，得到对被测光伏并网逆变器进行测试的结果。 

目前被测光伏逆变器输入端电源一般采用稳压电源串联电阻的办法提供。这种方法不能准确地测量光伏逆变器特性，例如最大功率点跟踪特性；也不能准确地反映光照、温度等工作环境参数变化对逆变器的并网特性的影响。因此需要一种太阳能光伏特性曲线发生装置来模拟不同环境条件下的太阳能电池板发电状况。 

光伏发电的基础是太阳能电池板，要进行大规模发电需要大量电池板，由此占地面积很广，又因为太阳能电池板发电量多少与外界环境密切相关，且随着负载的变化输出跟着变化，因此要对光伏产品进行研究需要大量的资金。国外对这方面的研究已经取得了一定的成果。 

传统的光伏特性模拟器采用开关电源的方法来提高功率模拟光伏曲线，这种方法搭建的电路所输出的电压具有较大的纹波,本装置采用在开关电源后接线性电源的方法来减小纹波,此装置的输出具有输出电压稳定度高,纹波小,电源转换效率高等优点。波形发生部分采用对曲线进行四段拟合的方法，将所记录的数据拟合成四段方程，只需采输出端电流判断属于哪个区间，则可以通过查表的方法实现自动调节输出的目的，较易实现。 

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟光伏组件特性电源装置，它具有十分接近光伏组件的输出特性，能够预置输出特性曲线模拟光照变化、组件温度变化引起的输出特性变化，能够根据实验的要求编程选择输出特性等优点。 

本发明所采用的技术方案是，工频交流电源经1，变压器隔离变压、整流、滤波，得到未稳压直流为本装置供电，经过主回路调整单元2，在输出端输出所需要的稳压电压V。 

误差比较放大单元3将主回路调整单元的输出电压V与由基准形成单元8输出端基准电压VF进行比较，其误差按负反馈送入主回路调整单元2的控制端，从而使输出电压V稳定到与基准电压VF相关的预期的数值。 

本装置输出端接有电流取样单元7，输出电流I的信号由AD转换单元5转换成数字量送入特性曲线控制单元4。特性曲线控制单元4检查当前电流I所属的电流分段，查出该段的插值算法及相关参数后，计算特性曲线上预期的输出电压V0的对应的基准电压VF的数字值，送入基准电压形成单元8，由基准电压形成单元8转换成基准电压VF后，加到误差比较放大单元3的比较输入端，使误差比较放大单元3产生误差调整信号反馈到主回路调整单元2。主回路调整单元2跟随误差调整信号自动调节其输出到预期的输出电压V0上。经过短暂延时待输出稳定后，特性曲线控制单元4通过AD转换单元5 经基准电压形成单元8，实时得到当前输出电压V，与计算得到的预期的输出电压V0比较，求出误差，当该误差超出给定范围时，对VF作出适当的微调；直至该误差在给定的范围内。 

随后进入下一轮动态调整循环。通过连续运行这种动态调整循环，就可以使本装置按预设的输出特性曲线运行。 

本发明的特点还在于，特性曲线控制单元4由控制单元9、显示单元10、指令输入单元11、异步串口12组成。操作者通过指令输入单元11或上位PC机通过异步串口12，指令控制单元9选择预置的输出特性曲线作为当前本装置运行的依据，或者设置新的输出特性曲线参数，供以后实验时选择。 

本发明的特点还在于，基准电压形成单元8是由任意类型数模转换构成主体的。 

本发明的有益效果在于，提供一种模拟光伏组件特性电源装置，它具有十分接近光伏组件的输出特性，能够能够预置曲线，模拟光照变化、组件温度变化引起的输出特性变化；程控选择输出特性，适应实验的要求等优点。 

附图说明

图1是本发明一种模拟光伏组件特性的电源装置的结构示意图；