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为什么选用太阳能光伏模拟器?与直流电源有所不同之处

发布时间: 2021-09-30   浏览次数:   编辑:澳门新葡3522最新网站-澳门新葡3522最新网站

为什么选用太阳能光伏模拟器?
大家要探讨的第一个问题是为什么要使用PV模拟器而不是实际的PV阵列,简而言之是:光伏模拟器比光伏阵列更实用。


更长的答案是太阳能光伏阵列会很大,非常昂贵,并且输出功率不可控。输出功率将取决于可变的环境条件,比如说温度和阳光照射(也称为辐照度),这在实验室环境中很难控制。从尺寸角度来看,一个15Kw的太阳能光伏阵列将包含50300W太阳能电池板(300W是太阳能电池板的较为常见尺寸)。


PV模拟器是一种更灵活的解决方案:它的尺寸更有效,更便宜,具有可编程输出,并且在发生任何情况时都有保修支撑。可以对输出进行编程以模拟想要测试的任何天气条件。比如说,可以对其进行编程以输出模拟阵列上50%云覆盖率的特征。


如果使用的是实际的太阳能光伏阵列,则需要等到天气条件完美时才能实行此操作。PV模拟器也被用作测试仪器。就KeysightPVSimulator而言:它的尺寸非常适合安装到标准测试机架中(3个机架单元中高达15kW),并且它具有一整套SCPI(可编程仪器的标准命令)来控制和测量它的输出。


太阳能光伏模拟器与标准直流电源有何不一样的?
大家要探讨的第二件问题是为什么要使用太阳能光伏模拟器而不是标准直流电源,简短回答是PV模拟器的输出与标准电源的输出略有不同。


标准直流电源通常情况下具有两种输出特性之一:矩形或自动量程。
矩形输出特性是在大多数标准电源上看到的。有一个额定电压(VRATED)和一个额定电流(IRATED)。这在图1中进行了说明。


可以通过乘以VRATED和IRATED来计算最大功率(PMAX)。只要在规定的范围内,电源就可以输出任何电压和电流组合。在图1中,它位于由限制形成的矩形下方的任何位置(因此得名)。


不太较为常见的是,有具有自动量程输出特性的直流电源。不同点在于,限制是由PMAX决定的,它不是VRATED和IRATED的乘积。看一个例子可能是最简单的。让大家来看看上面的例子。它的额定电压为1000V,最大为30A。


如果PMAX等于VRATED乘以IRATED,这将使其成为30kW电源,但它的额定功率为10kW。该电源能够输出从1000V、10A到333.3V、30A的等于10kW的任何电压或电流组合。自动量程电源非常灵活,因为无需担心有多个电源来覆盖不同的电压和相同功率水平的电流组合。
PV模拟器实际上具有另一种类型的输出特性,通常情况下称为IV曲线。

图3中的输出曲线比其他两个输出特性中的任何一个都更准确地表示了太阳能电池阵列的输出特性。最先要注意的是,该图中的y轴是电流,而不是其他两个图中的电压。要注意的第二件事是形状与其他两个特征不同。这类形状代表了光伏阵列的自然输出特性。


有两种方法可以使用PV阵列模拟器生成IV曲线。

第一种方式称为SAS(或曲线)模式。在这个模式下,使用者输入四个参数,如图3所示:开路电压(VOC)、最大功率电压(VMP)、短路电流(ISC)和最大功率电流。PVSimulator固件然后使用这些参数根据数学模型生成曲线。


这是生成曲线的最简单方法,因为只需要输入四个参数。权衡是受限于仪器使用的数学模型。

第二种方式,一种更复杂的生成PV曲线的方法,称为表格模式。在表格模式下,使用者向设备发送电压和电流对的列表。PVSimulator固件解析所有输入的点并生成PV曲线。


PVSimulator固件将在点之间进行插值以绘制完整的曲线。其实只要三点就可以输入一个表格!这是一种比SAS模式更灵活的方法,但也更难做到。为了生成曲线,必须遵循一些规则,如果违反任何规则,将收到错误消息,程序编写也更加复杂。

 
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