[實用新型]一種太陽能電池模擬器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220331441.6
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN202818132U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘海鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市菊水皇家科技有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;G01R31/00
• 代理公司: 深圳市惠邦知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44271
• 代理人: 滿群

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電源模擬技術(shù)，具體涉及一種太陽能電池模擬器。?

背景技術(shù)

目前，在研究一個帶有較大功率負載的光伏發(fā)電系統(tǒng)或在并網(wǎng)運行時，需要用到幾千瓦，幾十、幾百千瓦乃至兆級的太陽能電池陣列，在安裝如此大功率的太陽能電池組成光伏陣列不太現(xiàn)實的情況下，太陽能電池模擬器就成了比不可少的實驗工具。太陽能電池模擬器可以模擬任意日照及環(huán)境溫度、任意功率要求條件下的太陽能電池陣列的輸出特性、負載能力與系統(tǒng)的性能，是系統(tǒng)任何時候都能在實驗室里重現(xiàn)它在不同室外條件下的性能和動態(tài)、穩(wěn)態(tài)行為，實現(xiàn)對系統(tǒng)在線工作與在線調(diào)試的完全逼真的模擬和仿真。以往的太陽能模擬器常采用仿日照燈模擬光源的方法，這種方法制作復(fù)雜，成本高，能量損失大。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，用DSP作為主控器件實現(xiàn)數(shù)字式電池陳列模擬器變得越來越成熟。?

但模擬器仍然存在幾個不足：?

1、模擬器機箱溫度以及電池樣品P-N結(jié)的結(jié)溫都變化較大，導(dǎo)致最后輸出與現(xiàn)實有很大誤差。而且溫度的變化會導(dǎo)致太陽能電池的開路電壓與最大功率點發(fā)生偏移，使模擬器的逼真度受影響。?

2、目前有許多太陽能模擬光源的廠家，他產(chǎn)品的制作工藝、參數(shù)和性能上有很大的差別，實驗效果也不盡相同。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型需要解決的技術(shù)問題是，如何提供一種太陽能電池模擬器，能模擬太陽能電池輸出開路電壓、短路電流以及電流-電壓(I-V)曲線顯示，并帶最大功率點跟蹤(MPPT)，用來滿足太陽能光伏并網(wǎng)逆變器的研發(fā)、測試。?

本實用新型技術(shù)問題這樣解決：構(gòu)建一種太陽能電池模擬器，包括依次電連接的第一交流-直流轉(zhuǎn)換模塊、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、高頻變壓器、第二交流-直流轉(zhuǎn)換模塊、輸出串并聯(lián)轉(zhuǎn)換模塊、第二濾波電路和光伏逆變器；第二濾波電路還輸出電連接電流互感器、模/數(shù)(A/D)采集電路、控制單元、脈寬調(diào)制器(PWM)、驅(qū)動電路和IGBT的控制端。?

按照本實用新型提供的太陽能電池模擬器，還包括位于第一交流-直流轉(zhuǎn)換模塊與IGBT之間的第一濾波電路。?

按照本實用新型提供的太陽能電池模擬器，第一濾波電路和第二濾波電路中都包括多個串并聯(lián)的電容。?

按照本實用新型提供的太陽能電池模擬器，第一交流-直流轉(zhuǎn)換模塊是整流橋。?

按照本實用新型提供的太陽能電池模擬器，第一交流-直流轉(zhuǎn)換模塊是三相橋式整流器。?

按照本實用新型提供的太陽能電池模擬器，第二交流-直流轉(zhuǎn)換模塊是二極管整流。?

按照本實用新型提供的太陽能電池模擬器，第二交流-直流轉(zhuǎn)換模塊是單相全波整流電路。?

按照本實用新型提供的太陽能電池模擬器，第二濾波電路由電感線圈和輸出濾波電容構(gòu)成。?

按照本實用新型提供的太陽能電池模擬器，所述光伏逆變器電連接負載。?

按照本實用新型提供的太陽能電池模擬器，PWM具體是正弦脈寬調(diào)制電路。?

本實用新型提供的太陽能電池模擬器，較現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)勢：?

1、本實用新型可以模擬不同光照和溫度下I-V曲線，快速存取9組數(shù)據(jù)(電壓、電流、功率)，MPPT工作點實時顯示與上位機軟件上；?

2、具有過壓、過流、過溫、短路保護功能；?

3、電壓、電流、時間設(shè)定，數(shù)字式按鍵輸入，精度高。?

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步對本實用新型進行詳細說明。?

圖1是本實用新型優(yōu)選具體實施例電路框圖。?

具體實施方式

首先，說明本實用新型的基礎(chǔ)：?

本實用新型主要由三部分構(gòu)成：第一部分為交流-直流-交流逆變電路，此電路主要由整流橋和IGBT構(gòu)成，控制直流/交流(DC/AC)部分電路開關(guān)管的占空比(D)，就可以達到滿足要求的電壓范圍。第二部分為高頻變壓器進行電壓轉(zhuǎn)換，同時和對系統(tǒng)之間的電氣連接進行隔離。第三部分是進行交流/直流(AC/DC)變換的整流電路，最后既可以得到滿足太陽能電池輸出特征的電壓和電流。?

上述技術(shù)方案中市電經(jīng)過扼流線圈與電容濾除高頻雜波和干擾信號后，通過繼電器再進入整流橋。避免機器關(guān)閉后感應(yīng)電流進入系統(tǒng)電路。?

上述技術(shù)方案中在二極管直流側(cè)接電感電容(LC)濾波電路，可以提高電路輸入功率因數(shù)降低諧波電流?。