再生能源系统中太阳能电池仿真器的研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------再生能源系统中太阳能电池仿真器的研究第37卷第4期2003年8月电力电子技术PowerelectronicsVol.37，No.4，August2003宋平岗（华东交通大学，江西南昌3300l3）摘要：提出了一个由直流斩波器构成的太阳能电池仿真器，它能模拟太阳能电池的输出特性。试验表明，该仿真器的输出特性非常接近实际情况，并且动态响应良好，可

2、以用在太阳能研究系统中替代太阳能电池板。关键词：电力电子技术；斩波器；太阳能电池／仿真器中图分类号：TM9l4.4文献标识码：A文章编号：（l000-l00X2003）04-0042-03ResearchonphotoVoltaicsimulatorinRenewableenergysystemSONGPing-gang（EastchinajiaotongUnioersity，nanchang3300l3，china）Abstract：Thispaperpresentsadcchopperbasedphotovoltaicsimu

3、latorwhichemulatestheoutputcharacteristicsofphotovoltaicmodules.Theexperimentalresultsshowthattheoutputcharacteristicsofthesimulatorareveryclosetothose——————————————————————————————————————-------------------------------------------------------------------------------

4、-----------------oftheactualphotovoltaicmodules，andthesimulatorhasagooddynamicresponseaswell.ConseCuently，itcanreplacetheactualphotovoltaicmodulestoprovideacontrollableenvironmentforresearchanddevelopingtherenewableenergysys-tem.Keywords：chopper；solarcell／simulatorpow

5、erelectronics；1引言22.1仿真器原理pV模块电气特性PV模块的电气特性可由输出电流电压特性曲太阳能系统以良好的环境效应和使用寿命家喻户晓，并广泛用于边远地区。但许多研发工作不仅需要太阳能电池，而且要将其运用到电力电子变流系统中。在研发环境下，大功率的太阳能电池组非常昂贵，投资大，且实际太阳光辐射持续变化，导致实验室中的太阳能变流系统难以开发和试验，因而［l］。这里提出并开发了太阳严重影响了研发进度线来描述。图l示出不同照度下VLX-80模块的［2］一簇I-V曲线。由曲线可知，峰值功率点上的电流与照度成比例变化，而电

6、压的变化却不明显。能电池仿真器，用以模拟实际电池的输出特性，替代实际的太阳——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------能电池模块。仿真器主要包含一个直流［2］和一个基于80Cl96KC单片机的控制系斩波器［3］。直流斩波器的输入电压不可调节，由一个三统相桥式不可控整流器供电，斩波器输出可实时调节，通过控制半导体

7、开关，使输出电压电流能根据太阳能电池的外特性曲线变化。从变流器和负载特性看，仿真器的输出特性可以逼近电池的实际特性，而已经离线计算，并存储在实际特性曲线（I-V曲线）控制器中，因此，仿真器可以替代实际太阳能电池组，用于再生能源研究系统中。详细介绍了太阳能仿真器的设计，并对实际光电模块（PV模块）给出VLX-80进行了仿真试验，了不同温度、不同照度下的试验结果。定稿日期：2003-02-ll作者简介：宋平岗（，男，副教授，在职博士生，研l965-）究方向为电力电子技术能源变换。图lVLX-80模块的I-V曲线2.2仿真系统结构图2示

8、出仿真器结构框图，主要由功率电路和控制电路两部分组成。图3示出仿真器功率电路，主要由三相桥式整流器和直流斩波器构成。其中输入级为一个三相桥式整流电路，输出不可调的直流输入到直流斩波器中。直流斩波器是一个电压Vi，典型的降压（Buck）斩波器，开关元