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光伏阵列模拟输出的准确性对逆变器测试的意义

2013-8-31 01:21| 发布者: admin| 查看: 26996| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: 为了能让太阳能电池板或阵列提供最大的发电量,离网逆变器与并网逆变器采用非常复杂的方法来寻找给定的条件下的最大功率点,或者叫MPP。他们为太阳能面板或阵列施加不同的负载,直到找到太阳能面板或阵列的IV曲线上 ...
如何准确跟踪模拟光伏电池板和阵列输出IV曲线

       为了进行准确的测试,一个太阳能电池阵列模拟器的输出必须严格地参照太阳能阵列或太阳能电池板的IV曲线。也就是说,在测试时它必须像太阳能电池阵列一样不断变化对逆变器的负载。为了评估模拟器这一点做得如何,需要考虑三个参数:输出噪声电流,输出电压和电流之间的相位误差,和MPP跟踪精度。

       过多的输出噪声电流会会很困难,但不是不可能找到逆变器的最大功率点,而这将导致测试出问题。

       不同噪声水平产生的不可操作性是逆变器本身的功能参数。任何光伏模拟器贡献的噪音,主要是其内部的电源开关噪声及其谐波。由于逆变器和光伏模拟器都有控制回路,可能会产生干扰。从逆变器设计的角度来看,逆变器设计工程师正试图设计一个符合成本效益的高性能变频器。但实际的太阳能电池板不会产生任何噪音,工程师也不太可能增加过滤和相关的成本。因此噪音水平是非常关键的,70毫安与700毫安的区别当然是一个数量级,对于一些逆变器可能是至关重要的,对另一些可能没有关系。然而,我们已经发现逆变器设计正迫于降低成本的压力而减少那些回路设计。虽然这并不使逆变器变得不可靠,但对性能测试用的未改良的光伏模拟器却是一个挑战。

       即使逆变器使用MPP跟踪策略可以非常迅速地改变负载,但在现实世界中,太阳能电池板或阵列的输出电压和输出电流之间的相位差基本为零。因此,如果要准确地模拟一个太阳能电池板或阵列,负载变化要响应迅速,模拟器的相位误差就要小于15度。许多模拟器都无法做到这一点,而不适合用于测试那些使用高扫描频率的逆变器。

       在极端情况下,当输出电压和输出电流的方法之间的相位误差+ / - 90°下测试时,逆变器将开始在错误的方向上寻求最大功率点,变得不稳定。如果相位差很大,即使在逆变器是稳定的,它也会锁定到曲线的不是MPP的位置,误差量与相位差成比例。我们已经在使用快速MPP跟踪算法的微型逆变器和住宅逆变器上观察到这种行为。
       另一个重要的指标是在最大功率点的动态跟踪精度。这是衡量模拟器在动态条件下偏离预定的IV曲线的程度,动态条件下许多因素都可以导致这种不准确性。

       上图给出了目前市场上两款模拟器的动态最大功率点跟踪精度。测试频率为16 Hz ,模拟逆变器的负载效应。红色线条显示模拟器的理想响应,而蓝线显示的实际响应。你可以看到,两个模拟器之间有相当的差异,当抖动频率增加时差异更大。

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