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精确的太阳能光伏模拟产生更好的测试结果

2013-11-20 17:33| 发布者: echo| 查看: 8264| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: 为了让太阳能电池板或阵列发电量最大化,在给定的条件下独立逆变器和电网连接逆变器采用一种复杂方法寻找最大功率点,或称为MPP。通过接在太阳能组件或阵列的负载上下波动不断变化找到I-V曲线上的最大功率点,然后逆 ...
       噪声电平的不可操作性是逆变器本身的一个功能。任何光伏模拟器的噪声来源主要是其内部的电源开关噪声及其谐波。 自从逆变器和光伏模拟器有了控制回路他们之间可以相互互动。从逆变器设计的角度来看,逆变器的设计工程师正试图设计一个符合成本效益,高性能变频器。但实际的太阳能电池板不会产生任何噪音,工程师是不太可能增加过滤和相关成本。 噪音等级是非常关键的,70毫安与700毫安的当然是一个量级,这些对逆变器而言是至关重要的。然而,我们已经看到了逆变器设计降低电路成本较的趋势。虽然这没有使逆变器的性能可靠性降低,但它可能使用光伏模拟器进行性能测试成为一个挑战,因为它不够精致。

       在现实世界中,即使当逆变器非常迅速地改变负载来跟踪MPP,太阳能电池板或阵列的输出电压和输出电流之间的相位差也基本为零。因此要想准确地模拟一个太阳能电池板或阵列,重要的是即使负载迅速变化模拟器的相位误差也要小于15度。许多模拟器无法做到这一点使得它们不适合用于测试那些使用高扫描频率的逆变器。

       当输出电压和输出电流之间的相位误差达到+ / - 90°的极端情况下,测试中的逆变器不仅会在错误的方向上跟踪最大功率点而且会变得不稳定。即使是在逆变器稳定的状态下,明显的相位误差会锁定到曲线的位置而不是MPP。 相位误差在所有的误差中占一定比例。 我们已经观察到这种现象出现在微型逆变器和住宅用逆变器的快速MPP跟踪算法。

       另一个重要的规范是最大功率点动态跟踪精度。 这是一个衡量在动态条件下多少模拟器会偏离编程I-V曲线,其中很多因素都可以导致这种不准确性。

 
       上图比较了目前市场上两种模拟器动态最大功率点的跟踪精度。 该测试采用16 Hz测试频率模拟逆变器的负载效应。 红色线条显示模拟器的理想响应,而蓝线显示的实际响应。 正如你可以看到,两个模拟器之间的存在明显差异,不同的是抖动频率增加过高。

       软件的注意事项

       除了具有高超的电气规格,太阳能电池阵列模拟器软件易于使用也是很重要的,能提供所需的测试数据。 这些功能包括:

       * 更新率。 每秒20次的更新率允许您实时监视逆变器的行为(包括工作点和扫描幅度)。 慢显示是不允许用户查看或表征被测逆变器的动态行为。

       * 易于编程。 在开发环境中,最好能够迅速改变测试曲线或开发一个自定义的I-V曲线。 有些模拟器需要用户通过修改javascript代码创建自定义曲线,然后编译和调试。 一个更简单的解决方案是让用户简单地输入参数数据,或导入其他来源的数据,然后让模拟器软件生成曲线。

       * 可用的PV曲线/辐照度数据库。 该功能使太阳能电池阵列的软件更容易使用,是一种常见的太阳能电池板的曲线库。 有这样的库意味着你不必生成自己的I-V曲线,就可以轻松地测试怎样的逆变器设计适合各种不同的太阳能电池板。 辐照度数据库具有一组允许用户模拟任何类型的环境条件。
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