光伏电池模拟器制造技术

本发明专利技术提供了一种光伏电池模拟器，包括光生电流模拟模块与开路电压模拟模块，所述光生电流模拟模块的输出端连接外部负载与所述开路电压模拟模块；所述光生电流模拟模块用于：产生目标电流，并控制所述目标电流匹配于设定电流信息，其中，所述设定电流信息用于模拟出对应的目标光照条件下目标光伏电池的光生电流；所述开路电压模拟模块用于：在所述光生电流模拟模块的输出端与地之间形成目标电压，其中，达到最大值时的所述目标电压匹配于设定电压信息；所述设定电压信息用于模拟出所述目标光照条件下所述目标光伏电池的开路电压；其中，所述目标光照条件与所述目标光伏电池为当前所需模拟的光照条件与光伏电池。

【技术实现步骤摘要】
光伏电池模拟器
本专利技术涉及太阳能光伏发电
，尤其涉及一种光伏电池模拟器。
技术介绍
在光伏发电
中，太阳能光伏电池受外界的环境因素影响非常大，光照条件和环境温度都会对其造成影响，且不受控制，难以控制其工作条件，因此，在测试或者研发实验中技术人员通常会采用光伏电池模拟器模拟太阳能光伏电池，通过控制光伏模拟器或外围电路来调整工作点模拟太阳能光伏电池的特性。现有技术中，光伏电池模拟器主要有模拟式与数字式两种，模拟式的光伏电池模拟器就是建立一个模拟太阳光光照的设备和环境，可以通过控制光源来调整工作点，然而，模拟式光伏电池模拟器受模拟光源和温度的影响较大，进而无法准确的控制光伏电池的输出功率，较大的误差会导致光伏电池的开路电压和最大功率点都发生严重的偏移。数字式的光伏电池模拟器是将电力电子技术和数字信号DSP或单片机技术相结合，以电力电子各种拓扑结构为基础，根据系统自身设计参数的要求经过多级能量转换模拟太阳能光伏电池的特性，然而，数字式光伏电池模拟器受到控制电路拓扑频率的限制，采样、运算和反馈控制电路，需要一定的控制时间，其动态响应能力较弱，无法满足高速的应用电路或优化器的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种光伏电池模拟器，以解决现有技术中模拟光源和环境温度不可控导致误差大以及限于控制电路拓扑频率导致动态响应能力弱的问题。根据本专利技术提供的一种光伏电池模拟器，包括光生电流模拟模块与开路电压模拟模块，所述光生电流模拟模块的输出端连接外部负载与所述开路电压模拟模块；所述光生电流模拟模块用于：产生目标电流，控制所述目标电流匹配于设定电流信息，并将所述目标电流输出至所述开路电压模拟模块与所述外部负载，其中，所述设定电流信息用于模拟出对应的目标光照条件下目标光伏电池的光生电流；所述开路电压模拟模块用于：在所述光生电流模拟模块的输出端与地之间形成目标电压，其中，达到最大值时的所述目标电压匹配于设定电压信息，其中，所述设定电压信息用于模拟出所述目标光照条件下所述目标光伏电池的开路电压；其中，所述目标光照条件与所述目标光伏电池为当前所需模拟的光照条件与光伏电池。可选的，所述光生电流模拟模块包括直流电压源与可变电阻单元；所述直流电压源的正极连接所述可变电阻单元的第一端，所述直流电压源的负极直接或间接接地；所述可变电阻单元的第二端连接所述外部负载与所述开路电压模拟模块；所述可变电阻单元的阻值与所述设定电流信息相匹配。可选的，所述可变电阻单元包括电子负载。可选的，所述开路电压模拟模块包括二极管阵列；所述二极管阵列的正极连接所述光生电流模拟模块的输出端。可选的，所述二极管阵列包括至少一个二极管串联组，所述二极管串联组包括至少一个二极管；所述二极管串联组中导通串联的二极管的数量与所述设定电压信息相匹配。可选的，所述开路电压模拟模块还包括二极管阵列控制组件；所述二极管阵列控制组件电连接所述二极管阵列；所述二极管阵列控制组件用于：根据所述设定电压信息，控制所述二极管阵列中导通串联的二极管的数量。可选的，所述二极管阵列控制组件还用于：调节所述二极管阵列中导通并联的二极管串联组的数量。可选的，所述二极管阵列为肖特基二极管阵列。可选的，所述开路电压模拟模块还包括温度环境装置，所述温度环境装置用于产生具有目标温度的目标环境，所述二极管阵列设于所述目标环境中，所述二极管串联组中导通串联的二极管的数量、所述目标温度与所述设定电压信息三者相匹配。可选的，所述开路电压模拟模块还包括光伏面板；所述光伏面板的输入端连接所述光生电流模拟模块的输出端。本专利技术提供的光伏电池模拟器，能够利用光生电流模拟模块的不同设定电流信息以及开路电压模拟模块的不同设定电压信息模拟不同的光照条件，因此，避免了现有技术中因模拟光源不可控导致的误差，以及受控制电路拓扑频率限制导致动态响应能力弱的问题，有效提升了模拟的准确性，进而能够充分满足光伏模拟器的使用需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是光伏电池的等效电路图；图2是光伏电池的工作输出特性曲线图；图3是典型的二极管特性曲线图；图4是本专利技术一实施例中光伏电池模拟器的电路示意图一；图5是本专利技术一实施例中光伏电池模拟器的电路示意图二；图6是本专利技术一实施例中光伏电池模拟器的电路示意图三；图7是本专利技术一实施例中二极管阵列的电路示意图一；图8是本专利技术一实施例中光伏电池模拟器的电路示意图四。附图标记说明1-光生电流模拟模块；11-直流电压源；12-可变电阻单元；2-开路电压模拟模块；21-二极管阵列控制装置；3-外部负载；load-电子负载；D-二极管阵列；D1-二极管；Dn-二极管；K1-二极管开关；K2-二极管串联组开关；Iph-目标电流。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面以具体地实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。此外，本专利技术的说明书和权利要求书的术语“连接”指的是电性连接，可包括直接连接或间接连接。下面结合
技术介绍
对本专利技术的设计基本原理进行阐述：如图1所示的光伏电池等效电路可知，忽略电阻Rs及电阻Rsh的影响，可知其核心元件即为恒流源和二极管，几个重要参数包括：光伏电池光生电流Iph(等效于短路电流ISC)、暗电流ID、开路电压Uoc。其工作输出特性曲线如图2所示。如图1所示的光伏电池等效电路中，在不考虑电阻Rs的影响情况下，开路电压Uoc等于二极管对应暗电流ID本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏电池模拟器，其特征在于，包括光生电流模拟模块与开路电压模拟模块，所述光生电流模拟模块的输出端连接外部负载与所述开路电压模拟模块；/n所述光生电流模拟模块用于：/n产生目标电流，控制所述目标电流匹配于设定电流信息并将所述目标电流输出至所述开路电压模拟模块与所述外部负载，其中，所述设定电流信息用于模拟出对应的目标光照条件下目标光伏电池的光生电流；/n所述开路电压模拟模块用于：/n在所述光生电流模拟模块的输出端与地之间形成目标电压，其中，达到最大值时的所述目标电压匹配于设定电压信息；所述设定电压信息用于模拟出所述目标光照条件下所述目标光伏电池的开路电压；/n其中，所述目标光照条件与所述目标光伏电池为当前所需模拟的光照条件与光伏电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏电池模拟器，其特征在于，包括光生电流模拟模块与开路电压模拟模块，所述光生电流模拟模块的输出端连接外部负载与所述开路电压模拟模块；
所述光生电流模拟模块用于：
产生目标电流，控制所述目标电流匹配于设定电流信息并将所述目标电流输出至所述开路电压模拟模块与所述外部负载，其中，所述设定电流信息用于模拟出对应的目标光照条件下目标光伏电池的光生电流；
所述开路电压模拟模块用于：
在所述光生电流模拟模块的输出端与地之间形成目标电压，其中，达到最大值时的所述目标电压匹配于设定电压信息；所述设定电压信息用于模拟出所述目标光照条件下所述目标光伏电池的开路电压；
其中，所述目标光照条件与所述目标光伏电池为当前所需模拟的光照条件与光伏电池。


2.根据权利要求1所述的光伏电池模拟器，其特征在于，所述光生电流模拟模块包括直流电压源与可变电阻单元；
所述直流电压源的正极连接所述可变电阻单元的第一端，所述直流电压源的负极直接或间接接地；所述可变电阻单元的第二端连接所述外部负载与所述开路电压模拟模块；
所述可变电阻单元的阻值与所述设定电流信息相匹配。


3.根据权利要求2所述的光伏电池模拟器，其特征在于，所述可变电阻单元包括电子负载。


4.根据权利要求1至3任一项所述的光伏电池模拟器，其特征在于，所述开路电压模拟模块包括二极管阵列；
所述二极管阵列的正极连...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志勇，吴国明，王成，
申请(专利权)人：上海数明半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31