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      微型太陽能逆變器測試解決方案


        來源: 儀商網 時間:2019-03-07 編輯:揚知 思揚
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      微型逆變器具有體積小巧、可以靈活安裝在房頂或墻壁上、轉化效率高以及價格相對便宜等優勢,非常適合家庭使用。國內很多公司已經開始了對微型逆變器的研發和生產,并形成了很大的出口規模。

      太陽能電池板的輸出不同于一般直流供電設備的輸出,其輸出I-V特性曲線與光照、溫度等環境因素密切相關,工作點的電壓電流值在曲線上隨負載的變化而變化。為最大化太陽能電池板的輸出功率,逆變器往往還需要具有峰值功率追蹤功能,保證工作點始終處于I-V曲線上的最大功率點附近。對逆變器進行設計、開發與認證的關鍵是要在不同的環境條件下(即不同的I-V曲線上) 測試驗證逆變器的輸入輸出特性。

      測試的主要內容包括:開發和驗證逆變器峰值功率跟蹤電路(MPPT)算法的性能;

      測量和驗證逆變器的效率;

      驗證逆變器在極高、極低輸入電壓條件下產生的電網電平輸出的穩定性;

      性能認證測試: 確認不同環境條件下的輸出性能;

      性能加速壽命測試:僅用幾周時間來推算工作數年后的結果;

      針對相關標準的認證測試。

      為達到這些測試目的,必須創造出一種可預期、可重復的太陽光照條件,并控制其環境溫度,以得到固定的I-V輸出曲線。自然界的光照和其他環境因素難于控制,因此直接使用太陽能電池板對逆變器的性能進行測試是不可行的。

      為了能夠精確仿真太陽能電池板在特定環境條件下的輸出(特別是對于小功率逆變器,仿真精度的要求往往更高),很多廠家推出了專用的太陽能方陣模擬器,用于模擬各種環境下太陽能電池板的輸出特性,精確地復現出不同環境條件下的I-V輸出特性曲線。I-V曲線的數據多來自于用戶對太陽能電池板輸出的實際測量結果。為了簡化操作,目前國際上通用的曲線設置方式是:通過I-V曲線上的四個特征值,即Voc(開路電壓值)、Isc(短路電流值)、Vmp(最大功率點電壓值)、Imp(最大功率點電流值)來擬合得到完整的I-V曲線。所使用到的公式如下所示:




      在上述公式的指導下,在太陽能方陣模擬器內部可以精確的建立一條I-V曲線,用來仿真某一特定環境條件下太陽能電池板的輸出,如圖1所示。無論負載如何改變,太陽能方陣模擬器的工作點將始終位于這條曲線之上。




      盡管使用四個關鍵點就可以擬合出一條標準的I-V曲線。但在某些測試條件下,我們會發現太陽能電池板輸出的I-V曲線并不是理想的單調曲線。由于電池板表面存在遮擋物,或是某些電池單元可能會損壞,這些都會造成輸出特性曲線發生畸變,曲線上將會出現多個隆起。對這種情況進行仿真需要使用列表法,將I-V曲線離散成若干組電壓-電流點,將它們手動輸入到方陣模擬器中。為得到較好的仿真精度,描述曲線的點越多越好,通常需要幾百甚至上千組電壓-電流點,才能得到較為理想的仿真效果。

      在實際工作環境下,由于光線照度和入射角時刻發生著變化,另外還有來自于云層遮擋的影響,太陽能電池板的輸出I-V曲線也將不斷發生變化。為了測試動態條件下太陽能逆變器的工作效果,需要事先保存多條I-V曲線,通過連續地對這些曲線進行切換來實現動態光照變化的仿真。為取得良好的仿真效果,需要太陽能方陣模擬器具有足夠深度的存儲空間來存儲幾百條I-V曲線,并能及時快速地在曲線之間進行切換,來模擬連續變化的工作環境。此外,通過對已有曲線增加不同的電壓或電流偏置,也可達到動態改變I-V曲線的目的。

      關鍵詞:太陽能 逆變器 測試    瀏覽量:19270

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