[实用新型]一种光伏电池伏安特性模拟电源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟电源装置，更具体地说，尤其涉及一种光伏电池伏安特性模拟电源装置。

背景技术

光伏发电是太阳能应用的一种形式。光伏发电是将太阳光的辐射能通过光伏电池转换成电能，再将此电能通过某种变换器转换成另一种形式电能加以应用。由于太阳能发电在光电转换及发电过程中，不会产生污染，不消耗石油、煤炭等石化能源，因此可起到清洁发电，减小石化能源消耗的作用，因而受到各国的重视，我国亦通过政策给予大力扶持。

光伏电池输出的电能一般不能直接应用，通常需要接功率变换器(即光伏发电装置)将光伏电池输出的电能转换成负载使用的电能，因此光伏发电装置的开发是光伏发电技术的重要内容。

在光伏发电装置开发过程中，如果输入侧直接采用光伏电池供电，则容易受到天气光照变化的影响，光伏电池输出功率不稳定，影响发电装置的开发。为此，开发既具有光伏电池伏安特性，又能实现稳定功率输出的直流电源作为辅助装备是非常必要的。这种具有光伏电池伏安特性的模拟电源主要用于光伏发电装置的开发、测试与性能评估。

技术小背景及现有技术方案：

光伏电池输出伏安特性不同于一般的直流电源伏安特性，两者特性曲线对比如图3、图4所示：由图3可见，光伏电池伏安特性呈非线性下降特性，即当输出电流I增大时，输出电压U减小，当输出电流I增大到一定程度时，输出电压U急剧下降。而普通直流电源在一定输出功率范围内，输出电压几乎不随输出电流的增大而变化。

光伏电池伏安特性可用如下方程描述：

I=ILG-Ios[eqAKT(U+IRs)-1]-U+IRsRsh]]>

式中，I、U为光电池的输出电流和输出电压；I_LG为光电流；I_os为暗饱和电流；q为单位电荷；A为电池板特性常数；K为玻尔兹曼常数；T为光伏电池表面温度；R_s为电池串联电阻；R_sh为电池并联电阻。

显然，光伏电池的伏安特性为高度非线性的超越方程，为表达方便，可记为U＝f(I)，即光伏电池输出电压U是输出电流I的函数。

如果某种特殊的直流电源，其输出伏安特性具有图3所示之光伏电池伏安特性(或满足上述方程)，则称该直流电源为光伏电池伏安特性模拟电源。

目前光伏电池伏安特性模拟电源存在多种技术方案。

参阅图5所示，现有的光伏电池伏安特性模拟电源的技术方案之一，该技术方案由模拟电池板电路50(包括上段和下段模拟电池板电路，如图虚线框所示)、防反冲二极管VD、电压误差放大电路51和电压调节比较放大电路52和电压调节三极管VT₁组成。当模拟电池板电路50输出一定数值的电流I_o时，误差放大电路51检测输出电压U_o，检测到的输出电压信号通过比较放大电路52控制电压调整三极管VT₁。三极管VT1的集电极与电池板模拟电路50中间抽头连接。当三级管VT1导通程度发生变化，集电极电压改变，从而改变模拟电池板电路50的输出电压。模拟电池板电路50如图6所示，由I-V曲线(即光伏电池伏安特性曲线)生成电路和功率放大电路组成，其作用是通过电路来模拟光伏电池I-V曲线。