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微型太阳能逆变器测试技术解析

导读: 太阳能电池板的输出不同于一般直流供电设备的输出,其输出I-V特性曲线与光照、温度等环境因素密切相关,工作点的电压电流值在曲线上随负载的变化而变化。

  太阳能电池板的输出不同于一般直流供电设备的输出,其输出I-V特性曲线与光照、温度等环境因素密切相关,工作点的电压电流值在曲线上随负载的变化而变化。为最大化太阳能电池板的输出功率,逆变器往往还需要具有峰值功率追踪功能,保证工作点始终处于I-V曲线上的最大功率点附近。对逆变器进行设计、开发与认证的关键是要在不同的环境条件下(即不同的I-V曲线上) 测试验证逆变器的输入输出特性。

  测试的主要内容包括:

  开发和验证逆变器峰值功率跟踪电路(MPPT)算法的性能;

  测量和验证逆变器的效率;

  验证逆变器在极高、极低输入电压条件下产生的电网电平输出的稳定性;

  性能认证测试: 确认不同环境条件下的输出性能;

  性能加速寿命测试:仅用几周时间来推算工作数年后的结果;

  针对相关标准的认证测试。

  为达到这些测试目的,必须创造出一种可预期、可重复的太阳光照条件,并控制其环境温度,以得到固定的I-V输出曲线。自然界的光照和其他环境因素难于控制,因此直接使用太阳能电池板对逆变器的性能进行测试是不可行的。

微型太阳能逆变器测试技术解析

  为了能够精确仿真太阳能电池板在特定环境条件下的输出(特别是对于小功率逆变器,仿真精度的要求往往更高),很多厂家推出了专用的太阳能方阵模拟器,用于模拟各种环境下太阳能电池板的输出特性,精确地复现出不同环境条件下的I-V输出特性曲线。I-V曲线的数据多来自于用户对太阳能电池板输出的实际测量结果。为了简化操作,目前国际上通用的曲线设置方式是:通过I-V曲线上的四个特征值,即Voc(开路电压值)、Isc(短路电流值)、Vmp(最大功率点电压值)、Imp(最大功率点电流值)来拟合得到完整的I-V曲线。所使用到的公式如下所示:

  在上述公式的指导下,在太阳能方阵模拟器内部可以精确的建立一条I-V曲线,用来仿真某一特定环境条件下太阳能电池板的输出,如图1所示。无论负载如何改变,太阳能方阵模拟器的工作点将始终位于这条曲线之上。

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