[发明专利]一种具备光伏组件特性的直流模拟电源

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及具备光伏组件特性的直流模拟电源技术领域。

背景技术

随着光伏变流器的发展，对光伏变流器技术性能的测试要求越来越高。太阳能电池板作为直流输入电源，在测试中必不可少。但是由于太阳能电池板造价高，随着光伏变流器功率等级的升高，直接采用太阳能电池板作为测试设备，会大大增加光伏变流器的研究成本。所以近年来陆续出现具备光伏组件特性的直流模拟电源，用以模拟太阳能电池板。这些直流模拟电源主电路多采用DC/DC变换器拓扑，控制系统复杂，单个的直流模拟电源的功率等级低，难以应对目前越来越大功率等级的光伏变流器。为了应对大功率光伏变流器，目前更多的是采用多个光伏模拟电源并联的方式，该方式使得整体电路复杂，对并联技术的要求较高，增加了直流模拟电源的成本。

发明内容

一种具备光伏组件特性的直流模拟电源，由主电路和控制系统两部分组成，其特征在于：控制系统由模拟量信号处理模块(a)、数字量信号处理模块(b)、数据通信接口(c)、电源模块(d)以及算法处理模块(e)组成；主电路采用PWM整流器拓扑，交流输入侧连接至电网取交流电能，交流电能通过交流滤波电路滤波后输送给AC/DC转换电路，AC/DC转换电路将交流电转换成直流电输出给直流滤波电路，通过直流滤波电路滤波后输出给光伏变流器使用。

模拟量信号通过模拟量信号处理模块(a)、开关量信号通过数字量信号处理模块(b)、外部通信信息通过数据通信接口(c)输送给算法处理模块(e)，算法处理模块(e)对这些信息进行分析处理，根据这些信息参照光伏组件曲线特性对直流模拟电源输出进行控制，确保直流模拟电源输出的直流电压和直流电流拟合光伏组件的特性曲线；直流模拟电源的曲线模拟算法是将实际的光伏组件特性曲线按照7段进行直线拟合，拟合后的折线与实际曲线高度近似，达到模拟光伏组件输出特性的目的。

模拟量信号由主电路中的传感器进行采集，采集后的低压信号输送给模拟量信号处理模块(a)，模拟量信号处理模块(a)对这些信息进行滤波、隔离、放大处理；主电路中电气开关的控制及反馈信号连接到数字量信号处理模块(b)，数字量信号处理模块(b)对这些信息进行隔离、电平转换处理；外部通信信息通过通信线缆连接到数据通信接口(c)，数据通信接口(c)将通信信息进行协议转换。模拟量信号、数字量信号、外部通信信息经过处理后都输送至算法处理模块(e)。

附图说明

图1为一种具备光伏组件特性的直流模拟电源系统框图。

图2为一种具备光伏组件特性的直流模拟电源控制系统框图。

具体实施方式

如图1所示，所述一种具备光伏组件特性的直流模拟电源的主电路采用PWM整流器拓扑，交流输入侧连接至电网取交流电能，交流电能通过交流滤波电路滤波后输送给AC/DC转换电路，AC/DC转换电路将交流电转换成直流电输出给直流滤波电路，通过直流滤波电路滤波后输出给光伏变流器使用。

如图2所示，所述一种具备光伏组件特性的直流模拟电源的控制系统由模拟量信号处理模块(a)、数字量信号处理模块(b)、数据通信接口(c)、电源模块(d)以及算法处理模块(e)组成。

模拟量信号通过模拟量信号处理模块(a)、开关量信号通过数字量信号处理模块(b)、外部通信信息通过数据通信接口(c)输送给算法处理模块(e)，算法处理模块(e)对这些信息进行分析处理，另一方面根据这些信息参照光伏组件曲线特性对直流模拟电源输出进行控制，确保直流模拟电源输出的直流电压和直流电流拟合光伏组件的特性曲线。

模拟量信号由主电路中的传感器进行采集，采集后的低压信号输送给模拟量信号处理模块(a)，模拟量信号处理模块(a)对这些信息进行滤波、隔离、放大处理；主电路中电气开关的控制及反馈信号连接到数字量信号处理模块(b)，数字量信号处理模块(b)对这些信息进行隔离、电平转换处理；外部通信信息通过通信线缆连接到数据通信接口(c)，数据通信接口(c)将通信信息进行协议转换。模拟量信号、数字量信号、外部通信信息经过处理后都输送至算法处理模块(e)。算法处理模块(e)核心处理芯片采用DSP芯片，在DSP内部通过软件编程一方面实现对外部信息的分析处理，另一方面根据这些信息参照光伏组件的曲线特性对直流模拟电源输出进行控制，确保直流模拟电源输出的直流电压和直流电流拟合光伏组件的特性曲线。直流模拟电源的曲线模拟算法是将实际的光伏组件特性曲线按照7段进行直线拟合，拟合后的折线与实际曲线高度近似，达到模拟光伏组件输出特性的目的。

本发明解决了现有直流模拟电源电路复杂，功率等级低的问题，从简单的电路结构出发，实现对光伏组件特性的曲线模拟，应用于光伏变流器的性能测试。