[發(fā)明專利]一種具備光伏組件特性的直流模擬電源

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310721815.4
• 申請(qǐng)日: 2013-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN103746653A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳寧;周飛;易頔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青海能高新能源有限公司;北京能高自動(dòng)化技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02S50/10
• 分類號(hào): H02S50/10
• 代理公司: 西寧工道知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 63102
• 代理人: 全宏毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及具備光伏組件特性的直流模擬電源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著光伏變流器的發(fā)展，對(duì)光伏變流器技術(shù)性能的測(cè)試要求越來(lái)越高。太陽(yáng)能電池板作為直流輸入電源，在測(cè)試中必不可少。但是由于太陽(yáng)能電池板造價(jià)高，隨著光伏變流器功率等級(jí)的升高，直接采用太陽(yáng)能電池板作為測(cè)試設(shè)備，會(huì)大大增加光伏變流器的研究成本。所以近年來(lái)陸續(xù)出現(xiàn)具備光伏組件特性的直流模擬電源，用以模擬太陽(yáng)能電池板。這些直流模擬電源主電路多采用DC/DC變換器拓?fù)洌刂葡到y(tǒng)復(fù)雜，單個(gè)的直流模擬電源的功率等級(jí)低，難以應(yīng)對(duì)目前越來(lái)越大功率等級(jí)的光伏變流器。為了應(yīng)對(duì)大功率光伏變流器，目前更多的是采用多個(gè)光伏模擬電源并聯(lián)的方式，該方式使得整體電路復(fù)雜，對(duì)并聯(lián)技術(shù)的要求較高，增加了直流模擬電源的成本。

發(fā)明內(nèi)容

一種具備光伏組件特性的直流模擬電源，由主電路和控制系統(tǒng)兩部分組成，其特征在于：控制系統(tǒng)由模擬量信號(hào)處理模塊(a)、數(shù)字量信號(hào)處理模塊(b)、數(shù)據(jù)通信接口(c)、電源模塊(d)以及算法處理模塊(e)組成；主電路采用PWM整流器拓?fù)洌涣鬏斎雮?cè)連接至電網(wǎng)取交流電能，交流電能通過(guò)交流濾波電路濾波后輸送給AC/DC轉(zhuǎn)換電路，AC/DC轉(zhuǎn)換電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電輸出給直流濾波電路，通過(guò)直流濾波電路濾波后輸出給光伏變流器使用。

模擬量信號(hào)通過(guò)模擬量信號(hào)處理模塊(a)、開關(guān)量信號(hào)通過(guò)數(shù)字量信號(hào)處理模塊(b)、外部通信信息通過(guò)數(shù)據(jù)通信接口(c)輸送給算法處理模塊(e)，算法處理模塊(e)對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)這些信息參照光伏組件曲線特性對(duì)直流模擬電源輸出進(jìn)行控制，確保直流模擬電源輸出的直流電壓和直流電流擬合光伏組件的特性曲線；直流模擬電源的曲線模擬算法是將實(shí)際的光伏組件特性曲線按照7段進(jìn)行直線擬合，擬合后的折線與實(shí)際曲線高度近似，達(dá)到模擬光伏組件輸出特性的目的。

模擬量信號(hào)由主電路中的傳感器進(jìn)行采集，采集后的低壓信號(hào)輸送給模擬量信號(hào)處理模塊(a)，模擬量信號(hào)處理模塊(a)對(duì)這些信息進(jìn)行濾波、隔離、放大處理；主電路中電氣開關(guān)的控制及反饋信號(hào)連接到數(shù)字量信號(hào)處理模塊(b)，數(shù)字量信號(hào)處理模塊(b)對(duì)這些信息進(jìn)行隔離、電平轉(zhuǎn)換處理；外部通信信息通過(guò)通信線纜連接到數(shù)據(jù)通信接口(c)，數(shù)據(jù)通信接口(c)將通信信息進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。模擬量信號(hào)、數(shù)字量信號(hào)、外部通信信息經(jīng)過(guò)處理后都輸送至算法處理模塊(e)。

附圖說(shuō)明

圖1為一種具備光伏組件特性的直流模擬電源系統(tǒng)框圖。

圖2為一種具備光伏組件特性的直流模擬電源控制系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，所述一種具備光伏組件特性的直流模擬電源的主電路采用PWM整流器拓?fù)洌涣鬏斎雮?cè)連接至電網(wǎng)取交流電能，交流電能通過(guò)交流濾波電路濾波后輸送給AC/DC轉(zhuǎn)換電路，AC/DC轉(zhuǎn)換電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電輸出給直流濾波電路，通過(guò)直流濾波電路濾波后輸出給光伏變流器使用。

如圖2所示，所述一種具備光伏組件特性的直流模擬電源的控制系統(tǒng)由模擬量信號(hào)處理模塊(a)、數(shù)字量信號(hào)處理模塊(b)、數(shù)據(jù)通信接口(c)、電源模塊(d)以及算法處理模塊(e)組成。

模擬量信號(hào)通過(guò)模擬量信號(hào)處理模塊(a)、開關(guān)量信號(hào)通過(guò)數(shù)字量信號(hào)處理模塊(b)、外部通信信息通過(guò)數(shù)據(jù)通信接口(c)輸送給算法處理模塊(e)，算法處理模塊(e)對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理，另一方面根據(jù)這些信息參照光伏組件曲線特性對(duì)直流模擬電源輸出進(jìn)行控制，確保直流模擬電源輸出的直流電壓和直流電流擬合光伏組件的特性曲線。

模擬量信號(hào)由主電路中的傳感器進(jìn)行采集，采集后的低壓信號(hào)輸送給模擬量信號(hào)處理模塊(a)，模擬量信號(hào)處理模塊(a)對(duì)這些信息進(jìn)行濾波、隔離、放大處理；主電路中電氣開關(guān)的控制及反饋信號(hào)連接到數(shù)字量信號(hào)處理模塊(b)，數(shù)字量信號(hào)處理模塊(b)對(duì)這些信息進(jìn)行隔離、電平轉(zhuǎn)換處理；外部通信信息通過(guò)通信線纜連接到數(shù)據(jù)通信接口(c)，數(shù)據(jù)通信接口(c)將通信信息進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。模擬量信號(hào)、數(shù)字量信號(hào)、外部通信信息經(jīng)過(guò)處理后都輸送至算法處理模塊(e)。算法處理模塊(e)核心處理芯片采用DSP芯片，在DSP內(nèi)部通過(guò)軟件編程一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)外部信息的分析處理，另一方面根據(jù)這些信息參照光伏組件的曲線特性對(duì)直流模擬電源輸出進(jìn)行控制，確保直流模擬電源輸出的直流電壓和直流電流擬合光伏組件的特性曲線。直流模擬電源的曲線模擬算法是將實(shí)際的光伏組件特性曲線按照7段進(jìn)行直線擬合，擬合后的折線與實(shí)際曲線高度近似，達(dá)到模擬光伏組件輸出特性的目的。

本發(fā)明解決了現(xiàn)有直流模擬電源電路復(fù)雜，功率等級(jí)低的問(wèn)題，從簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏組件特性的曲線模擬，應(yīng)用于光伏變流器的性能測(cè)試。