[发明专利]一种智能光伏仿真实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种新能源领域半实物仿真系统，尤其是涉及一种智能光伏仿真实验系统。

背景技术

针对当前能源日益紧张和环保问题日益突出的问题，太阳能作为可再生能源采用并网发电的方式向电网补充电能已经成为当前世界开发新能源技术的研究热点。然而一方面由于初始投资成本大，经济回报周期长等原因，现有光伏并网系统除了作为国家大型样板工程，依靠国家补贴才能施工应用之外，作为户用发电设备还难以推广。另一方面，各高校、科研机构及光伏生产厂家为了科研及研发需要建立的光伏实验系统多由实物构成，不仅成本高，而且功能有限，难以发挥出最大效用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低、功能多样、性价比高的智能光伏仿真实验系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种智能光伏仿真实验系统，其特征在于，该系统由光伏电池阵列仿真系统，光伏逆变器和并网测试单元组成，所述的光伏电池阵列仿真系统包括直流电源、PC机、A/D和D/A转换卡，所述的光伏逆变器包括逆变器、LCL滤波器和数字控制器，所述的并网测试单元包括电能分析仪、数字示波器和配电网，所述的直流电源与逆变器相连并由集成有A/D和D/A转换卡的PC机控制，所述的数字控制器与集成有A/D和D/A转换卡的PC机相连，所述的逆变器通过LCL滤波器与配电网相连，所述的电能分析仪与数字示波器共同连接在逆变器靠近配电网侧。

所述的直流电源通过PC机控制可以模拟在不同光照、温度、阴影条件下的光伏电池板阵列输出，避免实际光伏电池板阵列构建的高成本及其运行环境受到实际运行条件制约的缺陷，可以测试不同的最大功率追踪(MPPT)算法。

所述的A/D和D/A转换卡采集测量系统电压和电流数据，并产生电压和电流控制参考信号。

所述的光伏逆变器由单相或三相逆变器模块组成，用以测试单相或三相逆变器的各种控制功能。

所述的光伏逆变器的控制系统由PC机和DSP卡组成。

所述的数字控制器采用TMS320f2812评估板实现，主要控制芯片是一个32位定点计算的DSP处理器。

本发明提供一种半实物仿真的智能光伏实验系统，其能够模拟在不同光照不同温度不同阴影条件等运行环境下的光伏电池板阵列，测试不同的最大功率追踪算法；同时还能运行三相或者单相并网逆变器；可以测试不同的控制策略以及不同的孤岛效应检测算法，可以最大限度地提高实验系统的功能多样性和性价比。与现有技术相比，本发明具有以下的优点：

(1)采用直流电源通过PC机控制模拟在不同光照、温度、阴影条件下的光伏电池板阵列输出，避免实际光伏电池板阵列构建的高成本及其运行环境受到实际运行条件制约的缺陷，并可以不受时间地点等条件制约随时全天候进行各种实验。

(2)以PC Windows作为开发环境，以DSP芯片(TMS320f2812)为目标控制器，可配合DSP的商品化产业发展趋势更换升级。

(3)采用C语言或组合语言编写控制程序，并直接将程序烧录到目标控制器进行实验测试。通过PC可对控制器内的任一参数或变量进行在线调整。

(4)可自建程序库(library)，以模组化方式发展控制程序。

(5)以RS-232(或RS485)作为PC和DSP之间的通信接口。

(6)内建多功能多频道的数字示波器，提供多种方法显示实验变量，并可任意选择四种控制器变量进行记录、观测与分析。

(7)多重图形输出界面：示波器测量波形参数资料，可以通过Matlab图形窗口或打印机输出。

(8)具有自动播放功能，可供实验展示。

(9)提供HTML界面，可自行编写实验讲义与技术资料并同开发系统整合。

附图说明

图1为本发明系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例