MCU控制的光伏电池测试仪设计

为了检测太阳能组件或组件阵列的各项性能参数,提出一种利用数控电阻测试光伏电池输出特性的方法。测试仪采用数控电阻器、高精度ADC和微控制器结合的方案,与传统的电子负载相比,具有便携、精度高、智能化和测量时间短等特点。利用制作的样机,在自然光照条件下进行了光伏电池测试实验,并在Matlab环境中对光伏电池模型进行了仿真验证。通过样机试验结果和仿真结果比较,结果表明测试

2 13 2月 4期 0 14卷第 1 5日第年

现代电子技术 M o r Elc r i s Te hn qu de n e ton c c i e Vo 3 o 4 1 4N . .

MC U控制的光伏电池测试仪设计 高文杰,杨次,翟庆志 (国农业大学信息与电气工程学院,京中北 10 8 ) 0 03

摘要:为了检测太阳能组件或组件阵列的各项性能参数,出一种利用数控电阻测试光伏电池输出特性的方法。测提试仪采用数控电阻器、高精度 AD C和微控制器结合的方案,传统的电子负载相比,有便携、度高、能化和测量时间与具精智

短等特点。利用制作的样机,自然光照奈件下进行了光伏电池测试实验,在 Malb环境中对光伏电池模型进行了仿真在并 t a 验证。通过样机试验结果和仿真结果比较,果表明测试仪具有较高的精度。结 关键词:伏电池;输出特性;微控制器;数控电阻器光

中图分类号: N9 13 T 1—4

文献标识码: A

文章编号: 0 43 3 2 1 ) 4 0 0— 3 1 0— 7 X( 0 1 0—2 8 0

De i n o o a l Te tn n t u e tCo t o ld b CU sg fS l r Ce l s i g I s r m n n r le y M GAO e -i,YANG,ZHAIQigz i W nj e Ci n~h ( o lg fI fr t n& Elcr a n ie rn,C i aAg i l rlUnv ri,Be ig 1 0 3 C l eo n o ma i e o e ti lE gn e ig hn r u t a iest c c u y in 0 8 .Chn ) j i a

Absr c: I de o o an t e f m a e p a eer ft olrm o l r a ta t n or rt bt i he p ror nc ar m t so he s a du ea r y,a m e h ft s i heo pu ha a— t od o e tng t ut tc r c t rs is o ot v t c c ls by t i m e ial—ontol d r ss o spr o e . Th ns r e tba e m e ialy e itc fph o olai el head ofanu rc ly c r l e it ri

op s d e e i tum n s d on nu rc l-

c n r l d r ss o,h g— r cso o to l e it r i h p e ii n ADCs a d M C i mo e p ra l n i h a c r t,a d n e s o l h r e e t n t e n U s r o t b ea d h g c u a e n e d ny a s o td t c i i o me i om p io t h r d to li tum e s T h r t y s t s e n t t r ls i o nc ars n wih t e t a iina ns r nt . e p o ot pe wa e t d i he na u a unl ghtc ndii s T h i u a in ton . e sm l to v rfc to f he s a e lmode a a re ti h a l n r m e . The r s lsd m on tat ha h ns r e s e iia in ort olre l lw sc r id ou n t e M tab e vion nt e u t e s r et tt e i tum nti t e sbl nd ha g c u ac hef a i e a s hih a c r y. Key wor ds:s l rc l;ou putc r c e itc;m ir o t o lr u t ( CU );nu e ial o r l d r ss or oa el t ha a t rs i c o c n r le ni M m rc ly c ntole e it

0引言 由于光伏电池阵列是光伏发电系统的核心部件和能源供给部分,因此,确获得光伏电池输出特性曲线准

1光伏电池测试策略 1 1光伏电池特性 .

光伏电池的输出特性具有非线性。图 1所示为在

是一个基本要素,此基础之上,在才可能深入、准确地研究光伏系统的设计、制与使用。控 国内在建立光伏电池数学模型,大功率点跟踪最

不同的光照条件下,阳能电池阵列输出的太

特性和

伏瓦特性曲线l。可见这种非线性受到外部环境 (日 1]如 照强度、度、载等 )温负以及本身技术指标 (如输出阻抗 ) 的影响,使得光伏电池的输出功率发生变化,实际转其 换效率也受到限制。

( P等方面已经做了很多研究工作。文献[]

用 MP T) 1利 光伏电池生产厂商提供的 4个电气参数 ( s, c I I Vo, c和 V )提出了一个简化的数学模型, ,以模拟其在不同

值得注意的是, 1所示的每一条曲线,是在图都 一

光照和温度下的 V特性曲线。文献[] 2在太阳电池数 学模型的基础上,设计了模拟太阳能特性的生成电

个对应恒定的日照情况下获得的,因此,欲通过物理

测试的方法,准确获得该条曲线,么寄希望于有稳定要的日照,么必须在尽可能短的时段内,要完成全域测量, 显然后者更易于把握。测量精度取决于:全域测量时间的长度,每一点上,二个坐标数据采集的同时性。 1 2数控电阻器控制策略 .

路。文献[]用太阳能电池数学模型,据气象资料 3利根估算太阳电池的年发电量。上述文献的研究,都是在认同光伏电池特性曲线基本形态的前提下,于 k, c基 Vo, 等特殊点,以数学模拟的方法获得相应的特性曲线。

传统的 V法测定光伏电池的输出特性,果利用如 收稿日期: 0 00— 6 2 1 92

接触式可变电阻器有许多的缺点。它只能做到有级调

基金项目:十一五”“国家科技支撑项目( 0 6 A O B 3 3; 2 0 B J 4 0— )国家大学生创新性试验计划资助项目(9 0 1 3 ) 0 1 0 9 6

节,实现精确调节、要电阻自动数控调节却很困难。斩 波式可变电阻器采用脉宽调制 ( WM)技术,固定 P]对

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