太阳能电池阵列模拟器
Kewell-GK-IVS系列太阳能 I-V模拟器产品介绍
太阳能电池I-V模拟器GK-IVS系列产品介绍合肥科威尔电源系统有限公司版权所有（C）2011 Copyright Kewell太阳能电池I-V模拟器产品介绍：合肥工业大学能源研究所（教育部光伏系统工程研究中心）于2000年即开始研究太阳能电池I-V模拟器，近年来多次在国际、国内核心期刊发表相关论文，是国内最早也是唯一一家从事太阳能电池I-V模拟器研究的国家级科研单位。
合肥科威尔电源系统有限公司依托合肥工业大学能源研究所在光伏行业多年的研究经验及成果，联合开发出Kewell太阳能电池I-V模拟器GK-IVS系列，产品分为120KW/630KW两种功率等级，120KW太阳能电池I-V模拟器可满功率测100KW或以下光伏逆变器，630KW太阳能电池I-V模拟器可满功率测500KW或以下光伏逆变器，可并且可多台并机使用。
GK-IVS系列太阳能电池I-V模拟器为太阳能电池阵列模拟电源，即太阳能电池I-V特性模拟器，产品主要部件均选用国际知名品牌，大屏幕LCD显示触摸式操作，采用IGBT式整流设计，转换效率高可达95%以上并且对电网的谐波污染小，主要应用于光伏逆变器研发及测试。
产品功能：一、程控直流电源：1)输出电压：电压可设定2)输出电流：限流点可设定二、太阳能电池I-V模拟器：1）电压输出范围：0～1000V2）输出电流：0～230A/0～1200A3)太阳电池阵列模拟I-V功能4)模拟不同温度及光照强度下的I-V曲线5)模拟光伏阵列局部阴影遮挡I-V曲线6)模拟缩放全天日照变化下I-V曲线7)测试静态和动态下MPPT效能8)具有资料存贮记录功能9)标准的输出接口USB / RS232 / RS485控制接口 GPIB(选配)10)即时的最大功率追踪显示11)LCD大屏幕显示，曲线、编程一目了然12)触摸式操作，简单便捷13)友好的人机操作界面，可本机操作也可通过上位机软件操作14)模拟全天累计电能计量（最新的附加功能）15)自动编程控制I-V曲线输出（可自动编程任意多条曲线，按时间运行）。
光伏并网逆变器建模和仿真研究概要
东南大学硕士学位论文光伏并网逆变器建模和仿真研究姓名：唐金成申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：林明耀20080512摘要摘要随着Ｉ：业技术的迅猛发展，能源问题越米越受到人们的重视。
如何开发利用可再生资源以解决当前的能源危机成为一个热Ｉ’Ｊ话题。
人们普遍认为在目前可知的、并且已经得到比较广泛利用的可再生能源中，技术含量最高、最有发展前途的是太刖能。
太刖能利用的主流方向是光伏并网发电。
在光伏并网发电系统中，并网逆变器为核心。
因此，本文主要研究适用于光伏并网发电系统的逆变器。
论文首先描述了光伏电池的工作特性，研究了常见光伏阵列模型。
在此基础上，在ＭＡＴＬＡＢ仿真环境Ｆ，开发了光伏阵列通片ｊ仿真模型，分析了光伏阵列最人功率点的跟踪控制方法，最终采用干扰观测法实现了光伏阵列的最大功率点跟踪。
论文详细分析了Ｄｃ／Ｄｃ变换电路、ＤＣ／ＡＣ逆变电路的工作原理和ｒ作特性。
光伏并网发电系统中主电路参数的选择对于系统能否正常工作、系统输出电流波形质量的好坏有着重要的作用。
使＿｝｝ｊ舭ＴＬＡＢ中的ＰＯＷＥＲＳＹＳＴＥＭＢＬＯＣＫＳＥＴＳ工具软件建立了ＤＣ／ＤＣ变换电路、ＤＣ／ＡＣ逆变电路的动态模型．并进行了在开环和闭环谢种情况卜的仿真。
由ＤＣ／Ｄｃ变换电路、ＤＣ／ＡＣ逆变电路两个部分通过ＤＣＩｉｎｋ连接组成光伏并网逆变器。
通过对ＤＣ／ＤＣ变换电路的占空比调制实现了光伏阵列输出电压的控制，使光伏阵列运行在最大功率点。
通过对ＤＣ／ＡＣ逆变电路的舣环控制，以取得与电网电压同步的正弦电流输出和直流母线侧电压的稳定，其中电流内环采用滞环电流跟踪控制，电压外环采用ＰＩ控制。
最后，实验说明了仿真结果的止确性。
论文在给出孤岛效应危害的基础上，分析了目前常用的被动式、主动式孤岛检测方法，并采用并网电流幅值扰动法实现反孤岛效应。
【关键词】：建模，仿真，光伏并网，是大功率点跟踪，电流滞环控制，反孤岛效应ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｅｏｐｌｅｐａｙｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｅｎｅｒｇｙ．Ｉｔｂｅｃｏｍｅｓａｈｏｔｔｏｐｉｃｔｈａｔｈｏｗｔｏｅｘｐｌｏｉｔａｎｄｕｓｅｒｅｎｅｗａｂｌｅｒｅｓｏｕｒｃｅｔｏｒｅｓｏｌｖｅｅｎｅｒｇｙｃｒｉｓｉｓｒｅｃｅｎｔｌｙ．Ｏｎｇｅｎｅｒａｌｖｉｅｗ，ａｍｏｎｇｔｈｅｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｗｈｉｃｈｐｅｏｐｌｅｈａｖｅｋｎｏｗｎａｎｄｕｓｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ，ｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｈａｓｔｈｅｍｏｓｔｔｅｅｈｎｉｃａｌｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｗｏｕｌｄｄｅｖｅｌｏｐｂｅｓｔｉｎｆｕｔｕｒｅ．Ｔｈｅｍａｉｎｐｈａｓｅｏｆｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｉｓｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ＰＶ）ｇｒｉｄ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｓｙｓｔｅｍ，Ｔｈｅｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒｉｓｔｈｅｋｅｙｆｏｒｔｈｅＰＶｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｎｖｅｒｔｅｒｆｏｒｔｈｅＰＶｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅｔｈｅｓｉｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰＶｃｅｌｌａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅＰＶａｒｒａｙｍｏｄｅｌｉｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙ，ａｖｅｒｓａｔｉｌｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅＩｆｏｒＰＶａｒｔａｙｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｕｎｄｅｒＭＡＴＬＡＢｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｔｒａｃｉｎｇ（ＭＰＰＴ）ｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｆＰＶａｒｒａｙｉｓｇｉｖｅｎ，ａｎｄｔｈｅｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎａｎｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ（Ｐ＆ｏ）ａｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅＭＰＰＴｏｆＰＶａｒｒａｙｆｉｎａｌｌｙ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＤＣ／ＡＣｉｎｖｅｒｔｅｒａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｓｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ．ＴｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｉｎｔｈｅＰＶｇｒｉｄ．ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｓｙｓｔｅｍｗｉｌｌｃｏｎｃｅｍｄｉｒｅｃｔｌｙｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｏｐｅｒａｔｅｐｒｏｐｅｒｌｙ，ａｎｄｗｉｌｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅｑｕａｉｌｔｙｏｆｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔ．ＴｗｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｓｏｆＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＤＣ／ＡＣｉｎｖｅｒｔｅｒａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｕｓｉｎｇＰＯＷＥＲＳＹＳＴＥＭＢＬＯＣＫＳＥＴＳｔｏｏｌｏｆｔｈｅＭＡＴＬＡＢ．Ｓｏｍｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｏｐｅｎｌｏｏｐａｎｄｃｌｏｓｅｌｏｏｐｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｇｉｖｅｎｉｎｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｔｈｅＰＶｇｄｄ．ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｊｎｖｅｒｔｅｒｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆａＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒａｎｄａＤＣ／ＡＣｉｎｖｅｒｔｅｒａｎｄｔｈｅｔｗｏｐａｒｔｓａｒｅｃｏｍｂｉｎｅｄｂｙａＤＣｌｉｎｋ．ＢｙｍｏｄｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｄｕｔｙｃｙｃｌｅｏｆＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｔｈｅＰＶａｒｒａｙｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ，ｓｏＰＶａｒｒａｙｃａｌｆ］ｏｐｅｒａｔｅｏｎｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔ．ＤＣ／ＡＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒａｄｏｐｔｓｄｏｕｂｌｅｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ，ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｗａｖｅｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｉｓｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄｗｉｔｈｇｒｉｄｖｏｌｔａｇｅａｎｄＤＣｂｕｓｖｏｌｔａｇｅｃａｎｌｅｖｅｌｏｆｆ．Ｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｖｏｌｔａｇｅｌｏｏｐａｄｏｐｔｓｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ—ｂａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌａｎｄＰＩｃｏｎ订ｏｌｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ．ＴｈｅｉｓｌａｎｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｈｏｕｌｄｂｅｐｒｅｖｅｎｔｅｄｉｎＰＶｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅａｃｔｉｖｅａｎｄｐａｓｓｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｉｎｖｅｓ．＿ｔｉｇａｔｅｄｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓＫｅｙｗｏｒｄ：ＭｏｄｕｌｉｎｇｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ＰＶｇａｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ，Ｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｔｒａｃｋｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｃｏｎｔｒｏｌ，Ａｎｔｉ－ｉｓｌａｎｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｌＩ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
太阳能光伏阵列IV曲线测试仪
太阳能光伏阵列IV曲线测试仪太阳能光伏阵列IV曲线测试仪已经成功应用于光伏电站验收，光伏发电站监造，光伏发电系统的年检、光伏发电站日常维护检测。
是鉴衡认证中心应用于光伏电站金太阳认证的唯一指定检测工具，还应用于中国质量认证中心、中国电力科学研究院等与多家光伏检测签约实验室。
太阳能光伏阵列IV曲线测试仪产品详细介绍如下：一、太阳能光伏阵列IV曲线测试仪工作原理PV-8150K太阳能光伏阵列IV曲线测试仪主机内置有满足大功率、高电压、时间常数τ精确计算的充放电的专用电容器，动态电容充电现场测试方法是根据电容的特性，将内置电容器当成光伏阵列的可变负载，通过对光伏阵列给电容充电整个过程进行电流和电压采样，来测试并用专用软件将数据处理成光伏阵列的伏安特性曲线。
太阳能光伏阵列IV曲线测试仪测量工作原理如下图所示。
电容充放电法测量光伏阵列伏安特性的工作原理图PV-8150K太阳能光伏阵列IV曲线测试仪主机内置的电容器在刚开始充电时，阻抗很低几乎为零，充电回路相当于短路，此时的数据即为短路电流；当电容充电结束时，阻抗非常大，充电回路相当于开路，此时的数据即为开路电压。
在电容的充电过程中，电容的阻抗从零变化到无穷大，这就相当于光伏阵列的负载从零变化到无穷大。
由上图可知，电容上的电压V和充电电流I的关系也同时反映了阵列的当前电压和电流关系。
对电容整个充电过程的电压电流进行采样，这些采样点的组合就构成了当前环境条件下的阵列IV特性曲线，知道了I-V的对应关系，太阳能光伏阵列IV曲线测试仪就可以计算出最大功率并绘制成曲线。
群菱公司根据IEC62446推荐的试验建议，专业研发生产的PV-8150K太阳能光伏阵列IV曲线测试仪是采用电容充放电检测方式，具备测试速度快、精度高、光伏阵列的特性可以直接以曲线的形式显示出来、测试结果直观等特点。
PV-8150K产品根据电容充放电试验方法所制作的检测系统需要有复杂的自动化控制电路，复杂的工艺结构，对采样速度、元器件精度以及数据处理器的同步采集速度要求非常高，群菱公司克服了各种技术困难，成功研制出适用于光伏电站现场专用的大功率便携式光伏方阵I-V特性分析测试仪器。
太阳能光伏阵列模拟器设计与实验研究
赵永强等 ： 太阳能光伏阵列模拟器设计与实验研究
第１ 期
阵列的输出特性 。对于光伏 发电模拟 系统的研究方案 ， 图 １ 压 电流分别为 ＝ ７ Ｖ， ５２Ａ。Ｂ Ｏ Ｔ电路的发射极与 电源 如 爪 １ １ Ｌ＝ ． ８ ＯＳ 如拍 Ｏ６２８４Ｏ６４Ｏ ％ ∞ 所示 。其主要 由光 伏阵列模 拟器 以及 最大 功率点追 踪控制器 地相连 ， 驱动电路 设计方便 ， 其电压变 比恒大于 １易于满足光伏 ， 构成 。 阵列输出电压较低情况下 ， 电能送到直流母线 ， 将 选用 Ｂ Ｏ Ｔ电 Ｏ Ｓ 路作为最大功率点追踪控制器主电路 。光伏发 电模拟系统 主电
出最 大功率 。
３ ． ３各元器件参数选择
主电路的设计主要是功率开关器件的选取 ， 以及输入 、 输出
Ｌ Ｃ参数 设 计 。
３ ． 功 率开 关器件 选择 ．１ ３
选 取 型 号 为 １ Ｈ６Ｄ一 ０ ＭＢ ０ １０的 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ作 为 模 拟 器 主 电 路 的
功率开关器件 ， 其额定参数 为 １０ Ｖ６ Ａ 续流二极管选用 Ｉ Ｓ ０ ０ ／０ 。 ＸＹ
Ｂ Ｃ ５ ０Ｗ， ５ 可承受 的浪涌 电流高达 实现实质是光伏 系统 的一个 自寻优 过程 ，即通过控制阵列端 电 Ｋ Ｐ ３ １／ 可通过的平均电流为 ３ Ａ， ０Ａ ２ ０￣ ６ Ｖ， ， ３ Ｆ ２ ｆ。 压 ，使阵列能在各种不 同的 日照和温度环境下智能化地输 ４ ０ 。滤波电容 ｃ 采用 ２ ０ １ ／ ０ 限流电阻 Ｒ＝ ０ ￣
模拟 器 输 出电 压 。
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： １
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蓦
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基于TMS320F2812的太阳能电池阵列模拟器设计
具库 中的元件模 型描述 主电路 ，另一方面则利用它提供 的强 大函数库进行 仿真 。
外环的快速性 ， 电压调节器采用积分分离式 制 流 程 框 图
４ 总结 与展 望
太 阳 能 电 池 阵 列模 拟 器 是 以 太 阳 能 电 池 的 数 学 模 型 为 基
＋
一
② 开路电压 （ ｃ ｕ。）在给定温度照度下所 能输 出的最大 电
压：
③最大功率点电流（ 在给定温度照度下最大功率点上 Ｉ ｍ）
１ ６
图 ２ 系统主电路设计 本系统的控制 电路 以 ＤＳ Ｐ芯片 Ｔ ３ ０ ２ １ ＭＳ ２ Ｆ ８２为控制核
信 息通 信
心 ， Ｍ Ｓ ２ Ｆ ８２数 字信 号处 理 器 是 是 Ｔ 公 司推 出 的 ３ Ｔ ３０ ２ １ Ｉ ２位
Ｋｅ ｒ ｓＴ Ｓ ２ Ｆ ８ ２ Ｆ ｌ ｂ ｉ ｇ ｏ ｖ ｒｅ ； Ｉ ｅ ｕ ａｏ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｍ ３ ０ ２ １ ； ｕ ｌ ｒｄ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔｒ Ｐ ｇ ｌｔ ｒ － ｒ
０ 引言
虽然我国近十年经济发展迅猛 ，但随着 常规 能源 的曰益 减少 ， 生态环境不断遭到破坏， 开发新能源 已成为我国的重要
３ 太 阳能 电池 阵列模 拟器 的仿 真实现
为 了验 证 理 论 分 析 的 正 确 性 ，我 们 可 以 通 过 系 统 仿 真 的
TDK-Lambda Virtual Control Panel 安装和应用指南说明书
Virtual Control Panel 安装和应用指南版本记录日期版本发行2022 年 3 月H - 初始版本目录1.简介 (1)一般信息 (1)简介 (1)通信接口 (1)软件要求 (1)最低硬件要求 (2)兼容设备 (2)2.首次安装 (3)3.修改软件包 (15)添加和删除软件包 (15)修复（重新安装）所有软件包 (18)升级软件包 (19)4.卸载 (22)卸载所有软件包 (22)取消安装 (26)5.VIRTUAL CONTROL PANEL 功能 (27)6.系列特定功能 (29)7.基本功能 (30)初始设置 (30)基本控制和监视 (34)终端 (35)波形生成器 (36)保护 (39)模拟量编程和数字信号 (40)全局命令 (41)太阳能电池阵列模拟器 (42)其他 (44)8.多电源模式 (46)功能 (46)连接说明 (47)9.高级功能 (50)序列发生器 (50)斜率控制 (55)内阻 (56)恒功率模式 (57)10.故障排除 (58)E THER CAT设备不显示 (58).NET F RAMEWORK 更新错误消息 (59)本页空白。
1.简介一般信息文档（包括本用户指南）如有更改，恕不另行通知。
最新文档请在TDK-Lambda 的技术数据网页进行下载，网页链接如下：/software简介Virtual Control Panel (VCP) 是一个图形用户界面，允许用户使用单个 PC 应用程序轻松地远程控制所有TDK-Lambda可编程电源。
使用软件安装工具 Package Manager 可以安装该应用程序。
该工具负责安装和更新用于TDK-Lambda可编程电源的驱动程序和工具。
该工具包含多个软件包，可简化在 PC 上安装这些软件包的过程。
通信接口Virtual Control Panel 可通过以下多种接口与电源通信：•RS-232/RS-485•USB•以太网 (LAN)•IEEE-488 (GPIB)•MODBUS-TCP•EtherCAT软件要求•Microsoft Windows 10（64 位）•.NET Framework 4.8（64 位）注1. VCP 正式兼容Windows 10（64 位）。
是德科技 E4360 太阳能阵列模拟器 (SAS)
不要在易爆环境中操作
不要在存在可燃性气体或烟雾的环境 中使用仪器。
安全符号
直流电 交流电 直流和交流电 三相交流电 接地端子
不要卸下仪器外壳
只能由合格的、经过维修培训且了解 潜在危险的专业人员打开仪器外壳。 在卸下仪器外壳之前，要断开电源电 缆和外部电路的连接。
一般原则
不要违反制造商的规定使用本产品。 如不按照操作手册使用本产品，其保 护功能可能会失效。
废弃电子电气设备 (WEEE) 指 服务支持 令 2002/96/EC
本产品符合 WEEE 指令 (2002/96/EC) 市 场营销要求。贴附于产品上的标签（请见下 方）指示，不得将本电子／电气产品随同 家庭废弃物一起处理。 产品类别：根据 WEEE 指令 Annex 1 中的 设备类型分类，此产品被归类为“监测和控 制仪器”产品。 请勿作为家庭废弃物处理。 要退回不需要的产品，请与当地的 Keysight 办事处联系，或访问 /environment/product 以了解详细信息。
不要调整仪器
不要在本产品上安装替代零部件或进 行未经授权的任何改装。请将产品返 回 Keysight 销售和服务部接受服务和 维修以确保保持其安全特性。
保护接地端子 框架或机箱端子
接通电源前
确认已采取了所有的安全预防措施。 在接通电源前，确保连接所有设备。 请留意在“安全符号”下面介绍的仪器 外部标识。
本手册的重印版包含少量更正和更新， 可能具有相同的印刷日期。修订版则 标有新的印刷日期。
遵从有关标准的声明
本产品和其他 Keysight 产品的“遵从 有关标准的声明”可以从 Web 中下 载。请访问 /go/conformit y ，然后单击“Declarations of Conformity”。然后，您可以按产品编 号进行搜索，找到最新的“遵从有关标 准的声明”。
太阳能电池模拟
1 引言太阳能〔Solar Energy〕，一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。
自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。
但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步开展。
太阳能的利用有被动式利用〔光热转换〕和光电转换两种方式。
太阳能发电一种新兴的可再生能源。
目前，在航天电源领域内，绝大多数卫星电源均使用太阳能电池作为其动力核心。
卫星电源的性能直接影响到卫星的性能和工作寿命，对卫星的正常运行和使用也有重大的影响。
因此，为了提高电源系统的性能和可靠性，对卫星电源系统进展仿真和测试评估具有十分重要的意义。
卫星的空间工作条件恶劣且复杂，温度X围大，日照条件变化迅速，且太阳能电池方阵处于高能粒子辐射下，在地面上无法采用实际的太阳能电池方阵来再现卫星在空间轨道中的工作状态，因此需要采用太阳能电池模拟器〔Solar Array Simulator，简称SAS〕来模拟太阳能电池阵在空间的工作状况。
SAS是卫星电源模拟器的重要组成局部，其主要任务是真实地遵循太阳能电池方阵在各种复杂空间条件下的实际输出特性曲线，在卫星的地面测试阶段代替太阳能电池方阵为卫星上的各分系统供电。
2 太阳能电池的数学模型根据太阳能电池原理和图1 所示的实际测量结果建立了多种模型，用于太阳能电池的测试和应用研究。
事实证明，这些模型具有足够的工程精度。
2.1 单指数模型图2 示出太阳能电池的等效电路。
Iph 取决于太阳能电池各工作区的半导体材料性质和电池几何结构参数以与入射光强、外表反射率、前后外表复合速度、材料吸收系数等。
由于器件的瞬时响应时间相比于绝大多数光伏系统的时间常数显得微不足道，因此分析中可忽略结电容。
设定图中所示的电压、电流为正方向，由固体物理理论和全电路欧姆定律即可推出目前常用的单指数形式的太阳能电池模型：式中I0———二极管反向饱和电流q———电子电荷I———电池的输出电流K———波尔兹曼常数T———绝对温度A———二极管品质因子〔曲线因子〕，一般A=1～2：2.2 双指数模型在单指数模型中，在不同的电压X围内，决定IVD 的因素也不同。
AAA级太阳模拟器的设计与研制
AAA级太阳模拟器的设计与研制高雁;刘洪波;王丽;顾国超【摘要】完成了一种光谱匹配、辐照不均匀度和辐照不稳定度均能达到A级标准的AAA级太阳模拟器的设计与研制.介绍了太阳模拟器的光源选择和滤光片的设计,给出了太阳模拟器的光机结构,测量了太阳模拟器的各项技术指标.结果表明,太阳模拟器的光谱匹配在波长400～1 100nm处满足ASTM E927-10中AM1.5G A级要求.在有效辐照面55 mm×55 mm内,其平均辐照度达到1 000 W/m2,辐照不均匀度达到1.35％,辐照不稳定度达到1.27％.测量数据显示设计的太阳模拟器满足ASTM E927-10的AAA级标准.【期刊名称】《中国光学》【年(卷),期】2013(006)004【总页数】7页(P570-576)【关键词】太阳模拟器;氙灯;光谱匹配;辐照均匀度;辐照稳定性【作者】高雁;刘洪波;王丽;顾国超【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】TH703;TM923.32随着世界经济的发展，能源的消耗越来越大，常规能源终将耗尽，而随之带来的环境污染问题将日益严重，因此，最重要的清洁能源之一—太阳能越来越引起人们的重视，而获取太阳能的重要途径就是使用太阳能电池。
现在全球50%以上的太阳能电池片产自中国，这意味着众多的太阳能电池厂家对太阳模拟器设备的需求会越来越多，因此，太阳能电池的功效检测和I-V曲线测试都对模拟器与太阳光的逼近程度要求增高，即要求AAA级太阳模拟器［1-2］。
所谓AAA级太阳模拟器是指光谱匹配、辐照不均匀度和辐照不稳定度都能达到A级标准［3］。
目前AAA 级太阳模拟器生产厂家主要是来自国外，且价格较高，而国内的厂家多是以脉冲式太阳光模拟器为主。
太阳能模拟器
1.太阳能模拟器的基本原理 2.太阳能模拟器的分类 3.太阳能模拟器的光源 4.太阳模拟器某些光学特性的检测 5.太阳模拟器测试项目 6.太阳模拟器测试非晶硅薄膜的注意点
1.太阳能模拟器的基本原理
太阳能模拟器的基本原理
太阳能模拟器——俗称仿真机，用来完整模拟地球表面或 者太空区域中真实太阳光的一种工业化设备，太阳能模拟 器需要真实的还原太阳光照射特定区域的表现。为太阳电 池及组件生产中重要的性能测试设备。
太阳模拟器某些光学特性的检测
辐照不稳定的检测
测试平面上同一点的辐照度随时间改变时。辐照不稳定度 按下式计算
辐照不稳定度＝±（最大辐照度－最小辐照度）/（最大辐照 度＋最小辐照度）
太阳模拟器某些光学特性的检测
FT ,AM1.5 ()
iT ,AM1.5 ( ) iT ,AM1.5 ( )
iT ,AM1.5 ( )d
3.太阳能模拟器的光源
太阳模拟器的光源
用来装置太阳模拟器的光源通常有以下几种： 卤光灯 冷光灯 氙灯
卤光灯：简易型太阳模拟器常用卤光灯来装置。但 卤光灯的色温值在2300K左右，它的光谱和日光相 差很远，红外线含量太多，紫外线含量太少。作为 廉价的太阳模拟器避免采用昂贵的滤光设备，通常 用3cm厚的水膜来滤除一部分红外线，使它近红外 区的光谱适当改善，但却无法补充过少的紫外线.
太阳能模拟器的基本原理
辐照度及其均匀性
对空间应用，规定的标准辐照度为1367w/m2（另一种较早的 标准规定为1353 w/m2），对地面应用，规定的标准辐照度为 1000 w/m2。实际上地面阳光和很多复杂因素有关，这一数值仅 在特定的时间及理想的气候和地理条件下才能获得。地面上比较 常见的辐射照度是在600~900 w/m2范围内，除了辐照度数值范围 以外，太阳辐射的特点之一是其均匀性，这种均匀性保证了同一 太阳电池方阵上各点的辐照度相同。
太阳能光伏电池模拟器的研究
１ 太阳 能光伏 发 电简介
随着经济的增长 ，人们对能源的需求逐渐扩大 。目前 常规能源中的 石油 、天然气 、煤炭等已经不能满 足人们 日益增长 的能源需要 ，因此必 须利用和开发再生能源，太 阳能作 为一种不会枯竭 的清洁能源得到很多 国家 的重 视 。 对太 阳能的利用主要通过光 电转换 、光热转换和光化学转换三种途 径 ，其中光电转换是太阳能利用中最重要的方向。并且光电转换 中的光 伏发 电是太阳能发电的主流 ，光伏发 电就是将太阳能直接转变成 电能。 光伏 阵列作为光伏系统 的主要组成 部分 ，是将太 阳能转换 成电能的装 置 。目前光伏阵列 由于制造成本高 、 效率低 ，占地面积较大不适合科研 机构 购买开展光伏 系统的研究 ，因此 ， 设计一个能够模拟光伏 阵列在各 种环境下工作的模拟器就非常必要 。 太阳能光伏阵列模拟器可以模 拟太 阳能电池在各种光照 、 温度下的 负载能力和系统性能 ，实现在线调试的完全逼真的模拟 。同时利用太阳 能电池阵列模拟器还可以检验 出系统的配置是否合理，通过改变太阳能 电磁 的连接方式 、连接数量从而实现最优 的配置方案。总之 ，太 阳能光 伏阵列模拟器可以缩短研究周期 ，降低研发成本 ，提高研究效率。
１ ９ ０
理 论研 究 苑
２宰６ 科２ 霸 Ｌ ０年 期 第 １
太阳能光伏 电池模拟器 的研究
张 广 宇
（ 河南理１ 大学 ，河南永城 ４ ６ ０ ７ ６ ０）
摘 要 太阳能作为一种不会 枯竭 的清 洁能源得到很多 闰家的重视 。光伏阵列作 为光伏 系统的 主要组 成部分 ，是将 太阳能转换成 电能的装
３ 光 伏 阵列模拟 器 的硬件设 计及 控 制 电路 设计
光伏阵列模拟器在困内外都有研究 ， 国的合肥工业大学 、西安交 我 通大学 、 浙江大学 、中科院电工所等单 位都开发 了基于不同工作原理的 模拟器 ， 这些模拟器实现了对光伏阵列的很好模拟。通过研究发现，这 些模拟器有的制造成本较高，有的模拟效率较差 ，不能实现成本和效果 的完美结合。本文在数字式模拟器跟踪负载工作点的基础上 ，提出一种 使用模拟电路跟踪负载工作点的设计思路。
光伏发电系统建模及其仿真(毕业设计论文)
本科生毕业设计说明书（设计论文）题目：光伏发电系统建模及其仿真光伏发电系统建模及其仿真摘要伴随着能源危机和环境问题的不断加剧，清洁能源的发展进程被大大的推进了。
太阳能作为一种新能源以其没有污染，安全又可靠，能量随处可以得到等优点越来越受到人们的青睐。
无论从近期还是远期，无论从能源环境的角度还是从边远地区和特殊应用领域需求的角度考虑，太阳能发电都极具有吸引力。
那么对光伏发电系统的研究则就变得既有价值又有意义。
通过对光伏发电系统的理论研究学习，建立了完整的光伏发电系统体系，本文深入的研究了光伏电池在不同光照强度、不同温度下的电压、功率输出特性。
本文的研究重点是光伏发电系统的控制技术，以及在MATLAB/SIMULINK 仿真环境下的仿真结果。
讨论了多种最大功率点跟踪方法；且分别讨论学习了在光伏并网和独立发电系统情况下的逆变器和MPPT的控制，并建立了仿真模型，提出了相应的控制策略。
且在最后论述了孤岛效应的产生和反孤岛策略，用电压频率检测法完成了孤岛检测与保护。
关键词：光伏电池，逆变器，最大功率点跟踪，孤岛效应，MATLAB仿真AbstractWith the growing energy crisis and environmental problems, clean energy is greatly promote the development process. Solar energy as a new kind of energy for its no pollution, safe and reliable, widely available energy advantages, such as more and more get the favor of people. No matter from the near future or long-dated and, no matter from the Angle of energy and environment, or from remote areas and special applications demand point of view, solar power generation is extremely attractive. So the study of photovoltaic power generation system has become both a rewarding and meaningful.Through the study of theoretical research of photovoltaic power generation system, established a complete system of photovoltaic power generation system, this paper in-depth study the photovoltaic cells under different illumination intensity, temperature, voltage, power output characteristics.In this paper, the research emphasis is the control technology of photovoltaic power generation system, and the simulation results in MATLAB/SIMULINK environment. Discussed a variety of maximum powerpoint tracking methods; And, respectively, to discuss the study under the condition of independent power generation and photovoltaic (pv) grid system of the inverter with MPPT control, and established the simulation model, put forward the corresponding control strategy. And islanding is discussed at the end of the production and the reverse island strategy, using frequency voltage tests completed island detection and protection.Keywords: photovoltaic batteries, inverter, maximum power point tracking, islanding, the MATLAB simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (2)1.1新能源发电的背景和意义 (2)1.2光伏产业的现状和前景 (2)1.2.1太阳能光伏发电的发展现状 (2)1.2.2光伏发电产业的前景 (2)1.3本文设计容 (2)第二章光伏发电系统概述 (2)2.1光伏发电系统的基本工作原理 (2)2.2光伏发电系统的组成 (2)2.3光伏发电系统的分类 (2)2.3.1太阳能独立光伏发电系统 (2)2.3.2 并网光伏发电系统 (2)2.3.3互补型光伏发电系统 (2)第三章光伏发电系统建模及其仿真 (2)3.1光伏电池阵列的建模 (2)3.1.1 光伏电池阵列的数学模型 (2)3.1.2 光强和温度对光伏电池输出结果的影响 (2)3.1.3太光照强度模型 (2)3.2光伏发电系统的主电路模型 (2)3.2.1光伏并网发电系统的主电路模型 (2)3.2.2离网型光伏发电系统的主电路的模型 (2)第四章光伏发电系统的控制技术 (2)4.1光伏发电MPPT技术 (2)4.2电导增量法 (2)4.2.1电导增量法的原理 (2)4.2.2电导增量法改进 (2)4.3 最大功率控制技术仿真 (2)4.4光伏并网发电系统的控制 (2)4.4.1并网逆变器控制 (2)4.4.2 电流环的分析建模 (2)4.4.3锁相环的原理分析 (2)4.5离网光伏发电系统的控制 (2)4.5.1 光伏充电控制分析 (2)4.5.2独立光伏发电系统的逆变器控制技术 (2)第五章光伏并网系统中的孤岛效应 (2)5.1孤岛效应的分析和危害 (2)5.2 孤岛效应的检测 (2)5.2.1孤岛检测标准 (2)5.2.2孤岛检测方法 (2)结论 (2)展望 (2)参考文献 (2)致 (2)第一章绪论1.1新能源发电的背景和意义能源一直是人类社会生存和发展的动力和源泉。
光伏电站仿真建模试验流程
光伏电站仿真建模试验流程同学们，今天咱们来一起了解一下光伏电站仿真建模试验流程，这可超级有趣！我们得做好准备工作。
就像我们出去玩之前要准备好背包一样，做这个试验也要准备好多东西。
比如说，要收集光伏电站的各种数据，像光伏板的型号、数量、摆放角度，还有当地的日照情况等等。
这些数据就像是拼图的小块，少了哪一块都不行。
接下来，就是选择合适的仿真软件啦。
这就像是我们选游戏一样，得选一个能帮我们做好试验的软件。
然后把之前收集的数据输入到软件里，让软件知道我们要研究的光伏电站是什么样子的。
输入完数据，就可以开始建模啦！想象一下，我们在电脑里搭建一个虚拟的光伏电站。
给每一块光伏板找到合适的位置，连接好线路，就像在搭积木一样。
建模完成后，就要设置各种参数啦。
比如说，太阳的光照强度怎么变化，温度、风速这些环境因素会对电站产生什么影响。
这就好像给这个虚拟的电站设置不同的天气条件，看看它在各种情况下的表现。
然后，激动人心的时刻到啦，开始运行仿真试验！这时候，电脑就会根据我们设置的参数和模型，计算出光伏电站的输出功率、电压、电流这些重要的数据。
试验运行完，可不能忘了分析结果。
看看这些数据是不是符合我们的预期，如果有偏差，就得找找原因。
是模型建得不对，还是参数设置有问题？举个例子，如果我们发现仿真出来的输出功率比实际预期的低很多，那可能是光伏板的摆放角度设置错了，或者是忽略了一些阴影遮挡的影响。
分析完结果，如果有需要，还得对模型和参数进行调整，然后再重新做试验，直到得到满意的结果为止。
最后，把整个试验的过程和结果整理成报告，这样别人就能清楚地知道我们做了什么，发现了什么。
光伏电站仿真建模试验流程就像一场精心策划的冒险，每一个步骤都很重要，都需要我们认真对待。
光伏并网逆变器中国效率技术条件
谈太阳模拟器及IV测试系统选择的技术要点
谈太阳模拟器及IV测试系统选择的技术要点天祥太阳能源科技有限公司()dyesuntech@摘要：太阳电池产品的销售价格主要取决于太阳电池能够产出的峰值瓦特数，正确选择一款合适太阳模拟器准确测试太阳能电池（组件）的发电性能参数（如最大化输出功率和转换效率）对一个太阳能光伏企业非常重要。
在对太阳模拟器进行选择的时候，需综合考虑太阳模拟器的模拟光源等级及使用寿命、I-V测试系统、控温系统，以及太阳模拟器制备厂家的制备经验，选择适合本企业产品类型的高性价比的太阳模拟器。
关键词：太阳模拟器光源I-V测试系统中国的光伏产业在2004年之后经历了快速发展的过程，连续5年的年增长率超过100%，2010年中国光伏电池产量已超过全球总产量的50%。
目前已有数十家太阳能光伏公司分别在海内外上市，诞生了如无锡尚德、保定英利、宁晋晶澳等一批具备较强国际竞争能力的太阳能光伏企业。
由于太阳能光伏产品的价格不像其它产品那样是以尺寸、重量或件数为公制来衡量，太阳电池产品的销售价格主要取决于太阳电池能够产出的峰值瓦特数，这就决定了太阳能光伏行业是一个以产品质量（高转换效率）为驱动的产业和商业模式，也同样突出了正确选择一款合适太阳模拟器，准确测试太阳能电池性能参数（如最大化输出功率和转换效率）的重要性。
反之，太阳模拟器选择不合理带来的测量误差，则会直接导致太阳能光伏企业和客户之间的经济损失和贸易争端。
太阳模拟器测试原理图如图一，图一太阳模拟器测试原理图目前，市场上对每一种应用和价位都有不同型号的产品，还有许多正在开发过程中，利用太阳模拟器对太阳能电池进行测试，是研究的需要，也是质量保证和生产所需。
对于不同的行业，如用于太空或者在地面，测量精度、速度和参数的重要性会有不同，但在选择太阳模拟器时，不管哪种型号，我们需重点关注太阳模拟器以下两个关键部件：1.太阳模拟器的模拟光源光源是模拟器中最能体现技术含量的部分。
目前商业化太阳模拟器分为两类，一类是稳态模拟器(例如滤光氙灯,双色滤光钨灯-ELH灯或改进的汞灯),这类模拟器适用于单体电池和小尺寸组件的测试.另一类是脉冲模拟器,由一个或者两个长弧氙灯组成，这类模拟器在大面积范围内的辐照均匀度好，适合大尺寸组件的测试。
太阳能电池阵列模拟器的设计和实现
（ ｐ ｒｍｅ ｔ ｆ Ｅｌｃｒｃ ｌＥｎ ｉ ｅｒｎ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｅｔｉａ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｔｓｎ ｈ ａ Ｕｎ ｖ ｒｉ ｏ ｉｇ ｕ ｉｅ ｓｔ ｙ，Ｂｅｊ ｎ ０ ０ ４ Ｃｈ ｎ ） ｉｉｇ １ ０ ８ ， ｉａ
Ａｂｓｒ ｔ Ｓ ａｒａ ｒ ｙ ｓｍ ｕｌ ｔ ｒｉ ｎ ｉ ｐｏ ｔ ｎｔｐ ｔｉ ｅ ｔｐｒ ｅ ｓ ｏ ａ ｔ ｉ ｓ ｂｕ ｌ ｏｒｔ ｓ ｉ ｇ ｔ ｒ ｔａｃ ： ｏｌ ｒ ａ ｉ ａ ｏ ｓ ａ ｍ ｒ ａ ａｒ ｎ ｔ ｓ ｏｃ ｓ ｎ ｅ ｒｈ，ｔｉ ｉｔｆ ｅ ｔｎ ｈｅ ｐｅ —
际 系 统 具 有 相 同的 结 构 ， 同 的功 率 等 级 ， 在 最 大 程 度 上 模 拟 实 际 太 阳 能 电池 阵 列 。实 验 证 明 该 模 拟 器 能 相 能 够 很 好 地 模 拟 真 实 太 阳 能 电 池 特 性 ， 证 了该 方 案 的可 行 性 ， 卫 星 电源 系 统 地 面测 试 提 供 了坚 实 的基 础 。 验 为 关 键 词 ： 阳能 电池 阵 ； 真 模 拟 器 ； 源 系 统 太 仿 电
摘 要 ： 阳 能 电 池 阵 列模 拟 器 是 系 统地 面测 试 阶 段 的 重 要 组 成 部 分 ， 为 了 验 证 太 阳 能 电 池 的性 能 和 可 太 是
靠 性 而 建 立 的 。在 太 阳 能 电 池 单 体 数 学 模 型 的 基 础 上 ， 计 了 实 用 的 太 阳 能 电 池 阵 列 模 拟 器 。该 模 拟 器 与 实 设
２ 太 阳 能 电 池 的 数 学模 型
根据 电子 学理 论 ， 阳能 电池 的 等效 电路 如 太
图 １所示 。其 中 ， 光 生 电流 ， 取 决 于 太 阳 。为 它 能 电池各工 作 区 的半 导体 材料 性质 和 电池几何 结 构 参 数 以及 入射 光强 、 面反射 率 、 表 前后 表面 复合 速度 、 材料 吸 收 系 数 等 ；。为 太 阳能 电池 的暗 电 Ｉ 流 ， 括 Ｎ型区、 包 Ｐ型 区的 扩散 电流 、 区 的复 合 结 电流 等 ； 电池 的输 出电流 ； 为太 阳能 电池 的 Ｉ为 Ｖ
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微电网直流平台设备
光伏PV模拟器（1）
产品特点：
■功率容量:600W--1500kW■可模拟太阳能电池板输出特性(国内首创)■可模拟不同光照和温度下I-V曲线■通过填充因子（Fill Factor）可模拟多种太阳能电池的输出特性■可模拟太阳能电池板被遮罩时的I-V曲线■可测试静态和动态下的MPPT情况■MPPT工作点实时显示于上位机软件上■具有恒功率模式
■具有恒内阻模式，对内阻进行设定■具有强大的图形化上位机软件■稳压精度高、纹波电压低
■采用16bit高速ADC,快速精确测量■采用ARM、DSP双CPU控制■应用全桥移相软开关技术
■动态稳定性用Matlab仿真优化■采用高速DSP进行PID运算,直接输出PWM■变压器采用非晶铁芯，具有高饱和磁感应强度、高导磁率、高电感量、低损耗、体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强、频率特性优良、温度稳定性高的特性
■快速存储9组数据（电压，电流，功率）■具有过压、过流、过温、短路保护功能■电压、电流、时间设定，数字式按键输入，精确度高；■具有RS232C通讯接口（RS485,GPIB为可选）■产品通过CE认证■符合EN50530/Sandia/CGC-GF004标准
原理图：
可编程直流负载（2）
■采用触摸屏+PLC方式进行控制，具有本控与PC控制两种方式，提供相应上位机操作软件。
■采用不锈钢合金电阻制造
■可根据功率检测要求，可以按键组合投放，设定放电功率。
■检测各种发电设备以及放电设备的工作效率、满负载运行最大输出功率及带载能力。
■模拟各类复杂工作环境，功率的突加突卸，检测放电设备的实际带载能力和效率
■采用精准的高精度负载材质能真正模拟实际负载的带载力和负载微变适应能力
■急停和温度保护，超载，短路，过温设备自动切断
■上限下限电压设定，根据能量自动降至范围电压点（限程控机）
■温度保护设定，温度0~100°可以设定，同时检测实时温度情况
■可编程界面0~30组功率电流任意设置，最小执行操作时间1ms可循环999999次（限程控机）
■负载的最小分辨率为1W，可精确模拟发电或产品通断能力
■可以将测量数据上传到电脑并实现对检测过程数据的过程过程记录存储功能（限程控机）
■具有面板操作或远程控制两种操作方式（限程控机）
■具有过温保护功能和温度设定以及温度监测
■可定制不同时间常数负载
■应用于发电机、UPS、开关、熔断器、电器附件、变压器、温升试验、低压电气的出厂检验、生产调试、模拟恶劣负载环境、科研开发、军工等精确测试场所
■采按钮控制或开关切换（触摸屏控制含RS232通讯接口)
■可测量电压、电流、功率。