[發明專利]基于程控電源的太陽電池陣輸出的模擬系統、方法

有效

• 申請號: 201210486693.0
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102928249A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 趙勇;繩濤;程云;劉鵬飛;宋新
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01R31/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

1.一種基于程控電源的太陽電池陣輸出的模擬系統，其特征在于，包括：

控制計算機，用于根據太陽電池陣的開路電壓V_OC、短路電流I_SC、最大功率點電壓V_MP和最大功率點電流I_MP，設置程控電源的最大電壓V_MAX和最大電流I_MAX；

所述程控電源，用于在最大電壓V_MAX和最大電流I_MAX的限制條件下為負載供電；

電阻R，連接于所述程控電源與所述負載之間，用于模擬所述太陽電池陣的內阻。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述最大電壓V_MAX＝V_OC；所述最大電流I_MAX滿足(I_SC+I_MP)/2≥I_MAX≥I_MP。

3.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述電阻

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述控制計算機通過USB接口或者網口與程控電源相連。

5.一種基于程控電源的太陽電池陣輸出的模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：控制計算機根據被模擬的太陽電池陣的開路電壓V_OC、短路電流I_SC、最大功率點電壓V_MP和最大功率點電流I_MP，設置程控電源的最大電壓V_MAX和最大電流I_MAX；

S2：程控電源在最大電壓V_MAX和最大電流I_MAX的限制條件下為電阻R及負載供電；

其中，連接于所述程控電源與所述負載之間的電阻R，用于模擬所述太陽電池陣的內阻。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述電阻

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制計算機通過USB接口或者網口與程控電源相連。

8.根據權利要求5至7中任一項所述的方法，其特征在于，在所述步驟S1之前，所述方法還包括：

所述控制計算機通過模擬衛星姿態變化獲取太陽電池陣的太陽光入射角θ，并通過模擬太空光照變化獲取帆板溫度T；

根據所述太陽光入射角θ、所述帆板溫度T以及被模擬的太陽電池陣的電池片的參數計算得到所述開路電壓V_OC、所述短路電流I_SC、所述最大功率點電壓V_MP和所述最大功率點電流I_MP。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述最大電壓V_MAX＝V_OC；所述開路電壓V_OC的計算公式為：

V_OC＝[V_OC0-(T-T₀)×η_VT]×η_V×N-V_D，

其中，所述T為當前的帆板溫度，所述T₀為測量太陽電池陣的參數時帆板的標準溫度，所述V_OC0為單片電池片在標準溫度T₀時的開路電壓，所述η_VT為電壓溫度系數，所述η_V為電壓損失因子，所述N為串聯電池片數量，所述V_D為線路與二極管的壓降；

所述最大功率點電壓V_MP的計算公式為：

V_MP＝[V_MP0-(T-T₀)×η_VT]×η_V×N-V_D

其中，所述V_MP0為單片電池片在標準溫度T₀時的最大功率點電壓。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述最大電流I_MAX滿足

(I_SC+I_MP)/2≥I_MAX≥I_MP；

其中，所述短路電流I_SC的計算公式為：

I_SC=[I_SC0+(T-T₀)×η_IT]×η_I×η_i×S×cos(θ)×η_θ×M

其中，所述I_SC0為單個電池片在溫度T₀下的短路電流，所述η_IT為電流溫度系數，所述η_I為電流損失因子，所述η_i為電流光強因子，所述S為單個電池片面積，所述η_θ為太陽光入射角損失因子，所述M為并聯電池片數量；

所述最大功率點電流I_MP的計算公式為：

I_MP＝[I_MP0+(T-T₀)×η_IT]×η_I×η_i×S×cos(θ)×η_θ×M

其中，所述I_MP0為單個電池片在溫度T₀下的最大功率點電流。