一種大功率光伏模擬電源的設計

張超　張立強　袁紹民　王福星　張寶順

摘要：本文提出了一種大功率光伏模擬電源的設計方法，可以為500kW及以下功率等級的光伏逆變器提供模擬光伏特性的直流電源。該電源由萬能斷路器、變壓器、整流電路、BUCK降壓電路組成。其中變壓器采用3繞組輸出且每個繞組的相序差15。，以減小注入電網的電流諧波。整流電路采用3組二極管全橋整流橋串聯，輸出直流電壓可達1000 V以上。BUCK降壓電路采用3橋臂并聯結構，每相橋臂上管輪流導通，以減小直流輸出電壓紋波。采樣直流電壓和電流在FPGA中計算平均值，采用DSP作為主控制器，計算PV曲線并對直流電流做PI調節(jié)。試驗結果表明，所述光伏模擬電源能夠較好地模擬光伏電池特性曲線，適用于500kW光伏逆變器的MPPT功能測試。

關鍵詞：大功率；光伏模擬電源；BUCK降壓電路

引言

太陽能是化石能源的主要替代能源之一，且清潔無污染、資源豐富。太陽能發(fā)電是直接將太陽的光能轉變成電能，這是有效利用太陽能的方主要形式。太陽能發(fā)電系統(tǒng)分為離網發(fā)電系統(tǒng)、并網發(fā)電系統(tǒng)及分布式發(fā)電系統(tǒng)。其中并網和分布式發(fā)電功率都已經向大功率發(fā)展，一般都幾百千瓦到幾十兆瓦，甚至達到上百兆瓦。此系統(tǒng)使用的光伏陣列也經過多級串并聯，同時所使用光伏逆變器功率等級也提高到了100kW～1MW。這就要求大功率的模擬光伏電源來模擬串并聯后光伏陣列，達到所需要的功率等級。給光伏逆變器提供直流供電，同時具有光伏電池的特性，完成對光伏逆變器性能的測試。

本文介紹了一種大功率光伏模擬電源，來實現對光伏陣列MPPT功能的模擬。