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中小功率光伏陣列I-V特性測試技術研究

作者: 時間:2012-03-02 來源:網絡 收藏

3.4 電壓、電流采樣
對應不同的開路電壓和短路電流,由公式知充電時間也隨之而變化,選擇合適的電容可以保證系統(tǒng)在不同的開路電壓和短路電流情況下都有足夠的采樣時間。所設計的中曲線測試儀可測試的最大開路電壓為1 kV,短路電流為20 A。電壓變化范圍較大,若電壓采樣通道僅有一個,在所測試的開路電壓較小時,電壓采樣信號較小,在采樣電路中存在噪聲的情況下信噪比較大,這將對測試結果造成很大的誤差。在如今充滿電磁干擾以及電路本身存在噪聲情況下,通過合理的PCB布局以及抗干擾技術可減少采樣電路的噪聲,但若在硬件上提高信噪比,將會大大增大系統(tǒng)的采樣精度。測試儀采樣電路如圖4所示,電壓有4個采樣通道,通過ARM控制繼電器觸點S2~S5的開通與關斷選擇合適的電壓采樣通道。系統(tǒng)開機時電壓采樣通道選擇最大的采樣通道,即S2閉合,其他的繼電器觸點斷開,此時預采樣開路電壓,然后根據預采樣的電壓值算出實際開路電壓。若算得的開路電壓600 VUoc≤1 kV,則S2閉合,S3~S5斷開;若300 VUoc≤600 V,則S3閉合,S2,S4,S5斷開,若100 VUoc≤300 V,則S4閉合,S2,S3,S5斷開;若0Uoc≤100 V,則S5閉合,S2~S4斷開。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/194403.htm

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選擇好合適的電壓采樣通道后,閉合S1,開啟電容C充電回路,在電容充電的過程中采樣電容兩端的電壓和流過電容的電流,再對這些點進行濾波處理就能繪制出曲線了。

4 數(shù)據處理
因為測試儀采樣得到的數(shù)據是客觀的,存在不可避免的誤差。如何根據實測的I-V數(shù)據繪制I-V曲線并準確計算太陽能電池特性參數(shù)是后期數(shù)據處理需要解決的主要問題。雖然硬件上在A/D采樣信號入口處設計了RC濾波器,但是干擾因數(shù)復雜,還需在軟件上采用數(shù)字濾波方法對曲線進行進一步的平滑處理。此處采用最小二乘法對數(shù)據進行濾波。

5 實驗與結果
基于上述設計方案,這里選用基于ARM7TDMI內核的LPC2214作為控制芯片,成功研制了一臺中光伏陣列特性曲線測試儀樣機,主要技術指標為:電壓0~1 kV;電流0~20 A;環(huán)境溫度-40~80℃;日照強度0~2 500 W/m2?;谠摌訖C成功對光伏陣列進行了測試實驗。所測光伏陣列的I-V曲線波形如圖5所示。

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經測試所得到的特征參數(shù)為Uoc=448.09 V,Isc=4.08 A,最大功率點對應的電壓Um=352.48 V,最大功率點對應的電流Im=3.41A,最大功率點功率Pm=1204W。

6 結論
這里采用了一種動態(tài)電容充電方式的光伏陣列技術,詳細分析了其工作原理、實現(xiàn)及其控制等。利用研制的樣機進行了光伏陣列特性的現(xiàn)場測試,結果表明測試儀完全滿足一般的工程要求,該方法具有一定的實用價值。


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