一種模擬光伏組件特性的電源裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力電子技術領域，涉及一種開關電源裝置，具體涉及一種模擬光伏組件特性的電源裝置。
[0002]
【背景技術】
[0003]太陽能光伏發電技術是基于光生伏打效應將太陽能轉化為電能的發電技術，利用微電子工藝技術制成的太陽能電池組件完成將太陽能轉化為電能的工作。該技術具有不消耗化石燃料、無環境污染、可靠性高、壽命長、安全性能好、適合分散供電、擴充能量方便、與其他電源系統兼容等優點。
[0004]太陽能光伏發電技術需要由逆變器將直流變為工頻交流，以適應眾多的交流電器供電條件。
[0005]對光伏并網逆變器進行測試，需要提供模擬光伏發電的直流電源作為光伏逆變器的輸入，通過改變被測光伏并網逆變器的輸入與輸出條件，實時采集其輸入端、輸出端的電壓、電流值，經過適當的程序處理，得到對被測光伏并網逆變器進行測試的結果。
[0006]目前被測光伏逆變器輸入端電源一般采用穩壓電源串聯電阻的辦法提供。這種方法不能準確地測量光伏逆變器特性，例如最大功率點跟蹤特性；也不能準確地反映光照、溫度等工作環境參數變化對逆變器的并網特性的影響。因此需要一種太陽能光伏特性曲線發生裝置來模擬不同環境條件下的太陽能電池板發電狀況。
[0007]光伏發電的基礎是太陽能電池板，要進行大規模發電需要大量電池板，由此占地面積很廣，又因為太陽能電池板發電量多少與外界環境密切相關，且隨著負載的變化輸出跟著變化，因此要對光伏產品進行研究需要大量的資金。國外對這方面的研究已經取得了一定的成果。
[0008]傳統的光伏特性模擬器采用開關電源的方法來提高功率模擬光伏曲線，這種方法搭建的電路所輸出的電壓具有較大的紋波，本裝置采用在開關電源后接線性電源的方法來減小紋波，此裝置的輸出具有輸出電壓穩定度高，紋波小，電源轉換效率高等優點。波形發生部分采用對曲線進行四段擬合的方法，將所記錄的數據擬合成四段方程，只需采輸出端電流判斷屬于哪個區間，則可以通過查表的方法實現自動調節輸出的目的，較易實現。

【發明內容】

[0009]本發明的目的是提供一種模擬光伏組件特性電源裝置，它具有十分接近光伏組件的輸出特性，能夠預置輸出特性曲線模擬光照變化、組件溫度變化引起的輸出特性變化，能夠根據實驗的要求編程選擇輸出特性等優點。
[0010]本發明所采用的技術方案是，工頻交流電源經1，變壓器隔離變壓、整流、濾波，得到未穩壓直流為本裝置供電，經過主回路調整單元2，在輸出端輸出所需要的穩壓電壓V。[0011 ] 誤差比較放大單元3將主回路調整單元的輸出電壓V與由基準形成單元8輸出端基準電壓VF進行比較，其誤差按負反饋送入主回路調整單元2的控制端，從而使輸出電壓V穩定到與基準電壓VF相關的預期的數值。
[0012]本裝置輸出端接有電流取樣單元7，輸出電流I的信號由AD轉換單元5轉換成數字量送入特性曲線控制單元4。特性曲線控制單元4檢查當前電流I所屬的電流分段，查出該段的插值算法及相關參數后，計算特性曲線上預期的輸出電壓VO的對應的基準電壓VF的數字值，送入基準電壓形成單元8，由基準電壓形成單元8轉換成基準電壓VF后，加到誤差比較放大單元3的比較輸入端，使誤差比較放大單元3產生誤差調整信號反饋到主回路調整單元2。主回路調整單元2跟隨誤差調整信號自動調節其輸出到預期的輸出電壓VO上。經過短暫延時待輸出穩定后，特性曲線控制單元4通過AD轉換單元5經基準電壓形成單元8，實時得到當前輸出電壓V，與計算得到的預期的輸出電壓VO比較，求出誤差，當該誤差超出給定范圍時，對VF作出適當的微調；直至該誤差在給定的范圍內。
[0013]隨后進入下一輪動態調整循環。通過連續運行這種動態調整循環，就可以使本裝置按預設的輸出特性曲線運行。
[0014]本發明的特點還在于，特性曲線控制單元4由控制單元9、顯示單元10、指令輸入單元11、異步串口 12組成。操作者通過指令輸入單元11或上位PC機通過異步串口 12，指令控制單元9選擇預置的輸出特性曲線作為當前本裝置運行的依據，或者設置新的輸出特性曲線參數，供以后實驗時選擇。
[0015]本發明的特點還在于，基準電壓形成單元8是由任意類型數模轉換構成主體的。
[0016]本發明的有益效果在于，提供一種模擬光伏組件特性電源裝置，它具有十分接近光伏組件的輸出特性，能夠能夠預置曲線，模擬光照變化、組件溫度變化弓丨起的輸出特性變化；程控選擇輸出特性，適應實驗的要求等優點。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明一種模擬光伏組件特性的電源裝置的結構示意圖；
圖中，1.工頻交流變壓器整流濾波電路，2.主回路調整單元，3.誤差比較放大單元，
4.特性曲線控制單元，5.AD轉換單元,6.電壓取樣單元,7.電流取樣單元,8.基準電壓形成單元。
[0018]圖2是本發明一種模擬光伏組件特性的電源裝置中特性曲線控制單元的結構示意圖。
[0019]圖中，9.控制單元，10.顯示模塊，11.指令輸入單元,12.異步串口單元。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，模擬光伏組件特性的電源裝置，其特征為:包括功率放大電路和控制電路，所述功率放大電路至少包括:交流變壓整流濾波電路1、主回路調整單元2。整流濾波電路I的輸出和主回路調整單元2輸入端相連，主回路調整單元2的輸出端和電壓取樣單元6的輸入端相連；所述控制電路至少包括電壓取樣單元6、電流取樣單元7、AD轉換單元
5、控制單元9、顯示模塊10、基準電壓形成單元4和誤差比較放大單元3。電壓采樣電路6的輸出端和電流采樣電路7的輸出端分別和AD轉換單元5相連，AD轉換單元5與特性曲線控制單元4相連。特性曲線控制單元4的輸出端與基準電壓形成單元8的輸入端相連，主回路調整單元和基準電壓形成單元8的輸出端與誤差比較放大單元的輸入端相連，誤差比較放大單元的輸出端與主回路調整單元2相連。
[0021]如圖1所示，特性曲線控制單元4主要采用主控芯TMS320F2812，電流取樣單元7經AD轉換單元5送入主控芯片TMS320F2812，找出芯片中所存儲的太陽能特性曲線電壓值所對應的擬合區間，通過對實際光照、溫度下的太陽能電池板進行電壓、電流測量，經matlab建模仿真后進行分段擬合，形成四段擬合區間，擬合區間由電流值來劃分。根據擬合方程算出與電流所對應的電壓值，將其作為電壓指令值與主回路調整單元2的輸出電壓經誤差比較放大單元3后，輸出經調整后的電壓值來調整主回路調整單元2的輸出值，使輸出可實時模擬太陽能光伏組件特性曲線。
[0022]如圖2所示,特性曲線控制單元4由控制單元9、顯示單元10、指令輸入單元11、異步串口 12組成。操作者通過指令輸入單元11或上位PC機通過異步串口 12，指令控制單元9選擇預置的輸出特性曲線作為當前本裝置運行的依據，或者設置新的輸出特性曲線參數，供以后實驗時選擇。
【主權項】
1.一種模擬光伏組件特性的電源裝置，其特征為:包括功率放大電路和控制電路，所述功率放大電路至少包括:工頻交流變壓器整流濾波電路(I)、主回路調整單元(2)，工頻交流變壓器整流濾波單元(I)的輸出和主回路調整單元(2)輸入端相連；所述控制電路至少包括電壓取樣單元(6)、電流取樣單元(7)、AD轉換單元(5)、特性曲線控制單元(4)、基準形成單元(8)和誤差比較放大單元(3)，電壓取樣單元(6)的輸出端和電流取樣單元(7)的輸出端分別和AD轉換單元(5)相連，AD轉換單元(5)的輸出與特性曲線控制單元(4)相連，特性曲線控制單元(4)的輸出與基準形成單元(8)相連，主回路調整單元(2)和基準形成單元(8)的輸出與誤差比較放大單元(3)相連。
2.如權利要求1所述的一種模擬光伏組件特性的電源裝置，其特征在于:所述的特性曲線控制單元(4)至少包括:AD轉換單元(5)、基準形成單元(8)、指令輸入單元(11)、顯示模塊(10)和異步串口單元(12);AD轉換單元(5)的輸出與控制單元(9)相連，控制單元(9)的輸出與基準形成單元(8)相連，指令輸入單元(11)、顯示模塊(10)、異步串口單元(12)和控制單元(9)相連。
3.如權利要求1所述的一種模擬光伏組件特性的電源裝置，其特征在于:所述的特性曲線控制單元(4)的控制單元(9)的主控芯片采用TMS320F2812。
【專利摘要】本發明的光伏組件特性的模擬電源裝置，由多個部分電路組成，主要部分為功率放大電路和控制電路部分。主功率由變壓器整流濾波、主回路調整單元組成，通過對主回路單元的調節來改變輸出電壓電流的大小。控制部分主要通過對功率電源的輸出電壓進行檢測和輸出電流進行檢測來確定曲線工作點，發出波形數據來控制主回路調整單元從而來改變功率電源的輸出。此方法能夠自動跟隨負載的變化來調整功率電源的輸出，且可通過控制面板顯示在一定溫度、光照下的光伏組件特性曲線和負載工作點。
【IPC分類】G05F1-46
【公開號】CN104731143
【申請號】CN201310697344
【發明人】王方, 李帆
【申請人】西安信唯信息科技有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年12月18日