光伏电池阵列模拟器的研究

《光伏电池阵列模拟器的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、本文由buaasylcy贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。江苏电器(2007No.6)光伏电池阵列模拟器的研究光伏电池阵列模拟器的研究唐金成1，林明耀1，张蔚2(1东南大学电气工程学院，江苏南京210096；2南通大学电气工程学院，江苏南通226007)摘要：根据光伏电池阵列的输出I-U特性，提出了利用四段折线拟合法对该特性曲线进行分段拟合，并在此基础上设计了基于Buck电路的太阳能电池模拟器。模拟器采用输出电流反馈PI调节，提高了系统的动态性能以及稳态精度。通过仿

2、真验证了设计的合理性。关键词：太阳能电池模拟器；分段拟合；PI调节；Buck电路中图分类号：TM619文献标识码：A文章编号：1007-3175(2007)06-0010-03ResearchonSolarArraySimulatorTANGJin-cheng,LINMing-yao,ZHANGWei2（1CollegeofElectronicEngineeringofSoutheastUniversity,Nanjing2006,China;2CollegeofElectronicEngineeringofNanto

3、ngUniversity,Nantong226007,China）Abstract:Basedonthephotovoltaic(PV)array’soutputI-Ucharacters,itraisesthatfourlinescanbeusedtoimitatethecharacteristiccurveinseveralsections.ThesolararraysimulatorbasedonBuckcircuitisdesigned.OutputcurrentfeedbackPIcontrolisalsou

4、sedtoachievefastdynamicresponseandhighprecisionofoutput.Therationalityofthedesignisprovedbytheresultsofthesimulation.Keywords:solararraysimulator;partitionedimitation;PIregulate;Buckcircuit0引言目前，全球性的能源危机迫使越来越多的国家1光伏电池阵列的电气特性光伏电池阵列在太阳辐射强度S为1000W/m2，开始重视新能源的研究，光伏发

5、电作为其中很重要的一种也得到了广泛研究。但由于光伏电池造价高，导致研究成本很高，不利于其初期的研究，因此，很有必要设计一种成本较低，能够代替实际光伏电池阵列进行各种光伏实验的太阳能电池模拟器。基于光伏电池阵列的输出I-U特性曲线，设计了一种以Buck电路为基础的，基于DSP控制的太阳能电池模拟器。它可以模拟太阳能电池的输出特性，因此能够替代实际的光伏电池阵列。提出采用四段折线法对光伏电池阵列的特性曲线进行分段拟合，同时结合电流反馈PI控制，提高系统的动态性能以及稳态精度，并进行了仿真验证。温度为25℃条件下的I-U特性

6、曲线如图1中曲线所示[1]。从图中可以看出光伏电池阵列是一种非线性直流电源，在低压段近似为恒流源，在高压段特性曲线非线性加强，因此不能简单地采用直线对曲线进行拟合。实现对光伏电池特性的模拟主要有两种方法：查表法[2-4]和计算法[5]。查表法是一种较为准确的方法，但需要事先人工输入大量数据，工作非常繁琐，而且电池参数等数据的获得也并非易事；使用计算法拟合曲线舍弃传统的查表法，误差较小且无需太多人为干预，使得系统更为优化、简单。采用多段直线(折线)模拟是数学上模拟弧度较小的曲线时常用的方法。仔细研究图1会发现，光伏电池阵

7、列的输出特性在低压段近似为恒流源，作者简介：唐金成(1983-)，女，硕士研究生，研究方向为太阳能光伏发电、电力电子及电力传动等；林明耀(1959-)，男，教授，博士，研究方向为可再生能源发电、电力电子及电力传动、电机及数字控制等。0光伏电池阵列模拟器的研究江苏电器(2007No.6)经过最大功率点后下降速度加快，但是弧度较小，故而可采用四段折线模拟该曲线，如图1中折线所示。电流PI调节器的输出，改变DSP中比较寄存器的值，产生可变脉宽的PWM波，控制主电路的开关器件，从而实现对光伏电池阵列特性的模拟。2.2Iref的

8、确定以短路电流点A(x0，y0)为一个端点，点B(x1，y1)为另一端点，利用数值计算公式[6](2)可以得到从A点到B点的拟合方程。x-x1x-x0Y(x)=x0-x1y0+x1-x0y1曲线的拟合方程。如图1所示，端点坐标分别为：A(0，4.5)、图1光伏电池阵列的I-U特性曲线及其折线模拟(2)依次类推，可以得到对整条光伏电