隨著氣候變化的影響加劇，碳中和可再生能源變得越發(fā)重要。對(duì)于年日照量大的地區(qū)而言，太陽(yáng)能是一種清潔能源。由于太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率較低（低于50%），包含光伏逆變器（能夠?qū)⑻?yáng)能電池板輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電以供電網(wǎng)配電）的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)需要盡可能地高效。測(cè)試逆變器最大輸出太陽(yáng)能電池的能力是對(duì)逆變器的關(guān)鍵性能要求。以電源取代太陽(yáng)能電池可為測(cè)試光伏逆變器提供受控且可重復(fù)的輸出?？梢阅M太陽(yáng)能電池輸出特性的電源提供了更逼真的模擬電源，從而可以更準(zhǔn)確地測(cè)試光伏逆變器的性能。

要模擬太陽(yáng)能電池或電池陣列，需要?jiǎng)?chuàng)建其 I-V 曲線。太陽(yáng)能電池制造商提供所需的參數(shù)。相關(guān)的規(guī)格參數(shù)包括 ISC、VOC 和 PMP。他們可能會(huì)提供 I-V 曲線和最大功率曲線。此數(shù)據(jù)可用于得出填充因子。

因此，要模擬太陽(yáng)能電池、電池板或電池陣列，必須基于可用的數(shù)據(jù)創(chuàng)建設(shè)備或系統(tǒng)輸出的 I-V 曲線，且必須確定填充因子。這就需要使用能夠按照太陽(yáng)能設(shè)備 I-V 曲線運(yùn)行的儀器。該儀器還必須擁有足夠的功率，以輸出太陽(yáng)能電池板或電池陣列的最大容量。

為模擬太陽(yáng)能電池板設(shè)置 PSB 電源

在 PV 模擬運(yùn)行期間，用戶可以調(diào)節(jié) Irradiance（輻照度），以模擬太陽(yáng)能電池板上接收的光照強(qiáng)度。輻照度的設(shè)置范圍為 0%（漆黑）至 100%（陽(yáng)光強(qiáng)度最大）。如圖 6 所示，輻照度的變化使 I-V 曲線沿 I-軸移動(dòng)?？梢酝ㄟ^(guò)在顯示屏上輸入新讀數(shù)，或者調(diào)節(jié) PSB 前面板上的旋鈕來(lái)改變輻照度。

顯示屏顯示了輸出電壓、電流和功率。還顯示了輻照度以及與最大功率點(diǎn)相比的輸出功率幅度的圖表。

使用 PSB 直流電源測(cè)試太陽(yáng)能逆變器

確保光伏逆變器可以跟蹤或維持太陽(yáng)能電池在最大功率點(diǎn)的運(yùn)行是光伏逆變器的關(guān)鍵功能。

將太陽(yáng)能電池維持在其最大功率點(diǎn)運(yùn)行，使系統(tǒng)能夠?qū)⒆畲罂捎霉β蕚鬏數(shù)脚潆娋W(wǎng)。PSB 的太陽(yáng)能模擬器運(yùn)行模式可以根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN 50530 并網(wǎng)光伏逆變器的整體效率來(lái)評(píng)估逆變器的效率。此標(biāo)準(zhǔn)由歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì) (CENELEC) 發(fā)布。當(dāng)前版本的日期為 2010 年 4 月 1 日。

PSB 具有 EN50530 測(cè)試模式，為太陽(yáng)能電池模擬增加了更詳細(xì)的參數(shù)。用戶可以為晶體硅太陽(yáng)能電池板或薄膜材料電池板選擇已編程的參數(shù)。用戶還可以為其他類(lèi)型的太陽(yáng)能電池輸入特定參數(shù)。這些參數(shù)包括填充因子和溫度參數(shù)。

在 Function Generator（函數(shù)發(fā)生器）菜單中，選擇 PV EN-50530(PS) 選項(xiàng)卡，如圖 7 所示。執(zhí)行定義模擬參數(shù)的步驟。如果選擇了其中一個(gè)日間趨勢(shì)模擬模式，則會(huì)提示用戶從 USB 存儲(chǔ)盤(pán)或 PC 加載數(shù)據(jù)文件。用戶可以選擇在數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行階躍轉(zhuǎn)換或在數(shù)據(jù)點(diǎn)間進(jìn)行平滑曲線轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的平滑轉(zhuǎn)換是“插值”選項(xiàng)。用戶可選擇存儲(chǔ)電壓和電流讀數(shù)，并通過(guò) PC 接口將其傳輸?shù)?USB 存儲(chǔ)盤(pán)或 PC 上。這是“記錄”選項(xiàng)。當(dāng) EN50530 模式的所有選項(xiàng)編程完成后，顯示主界面。即可開(kāi)始運(yùn)行仿真模擬。顯示屏顯示模擬太陽(yáng)能電池板的輸出和受控參數(shù)的值。參見(jiàn)圖 8。

利用 EA POWER ConTROL 軟件模擬太陽(yáng)能電池陣列

EA Power Control 軟件提供了一種模式，即，太陽(yáng)能電池陣列模擬(SAS)，此模式可利用獨(dú)立電源或一組并聯(lián)電源模擬太陽(yáng)能電池板陣列。在此模式下，用戶輸入所使用的電源以及每個(gè)電源所代表的電池板的 I-V 曲線。SAS 模式執(zhí)行兩種測(cè)試，即，靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)最大功率點(diǎn)測(cè)試。參見(jiàn)圖 9。

       靜態(tài)測(cè)試為每塊電池板（電源）使用一個(gè)固定的最大功率點(diǎn)。受控變量為輻照度，以百分比值定義。太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)隨輻照度而改變。光伏逆變器跟蹤最大功率點(diǎn)變化，并確立自己的最大功率點(diǎn)。太陽(yáng)能電池陣列的 MPP 與太陽(yáng)能逆變器測(cè)量的 MPP 之比（輻照度的函數(shù)）定義了逆變器的效率。

在動(dòng)態(tài)測(cè)試中，電源模擬不同輻照水平、上升時(shí)間、上升峰值停留時(shí)間、下降時(shí)間和下降結(jié)束時(shí)停留時(shí)間引起的輸出變化。軟件中最多可以加載 50 行配置數(shù)據(jù)。圖 10 的窗口顯示了從下拉列表中選擇的電源的測(cè)得數(shù)據(jù)和測(cè)試狀態(tài)。

       測(cè)試完成后，測(cè)試結(jié)果將顯示在圖 9 和圖 10 所示的窗口中。可以使用 “Create Report”（創(chuàng)建報(bào)告）按鈕，將模擬陣列中所有電源的完整數(shù)據(jù)集保存至文件。

PSB 直流電源和 POWER CONTROL軟件為模擬太陽(yáng)能電池板和太陽(yáng)能電池陣列奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)

  與使用需要固定光強(qiáng)和溫控的實(shí)際太陽(yáng)能電池板的測(cè)試相比，使用電源模擬太陽(yáng)能電池板可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)的、可重復(fù)的和可控的輸出。前者對(duì)于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)施中的光伏逆變器的自動(dòng)測(cè)試而言，既不特別可行，也不利于測(cè)試。無(wú)法在合理規(guī)模的制造設(shè)施中完成太陽(yáng)能電池板陣列的測(cè)試。較高的占地成本，加之較難控制個(gè)別電池板的光強(qiáng)和溫度，使得在成本方面便讓人望而卻步，而且由此生成的測(cè)試數(shù)據(jù)也可能難以被復(fù)制和驗(yàn)證。