當(dāng)測(cè)試太陽(yáng)能電池組件MPP模擬器時(shí)，獨(dú)立連接的逆變器在一定條件下找到最大功率點(diǎn)(MPP)，以提供太陽(yáng)能組件或電網(wǎng)的最大功率。他們改變太陽(yáng)能電池板或太陽(yáng)能電池板的負(fù)荷，直到他們?cè)诿姘寤螂姵匕宓牡谒臈l曲線上找到一個(gè)能提供最大功率的點(diǎn)。然后，逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，交流電可以在本地使用，也可以傳輸?shù)诫娋W(wǎng)。圖1顯示了典型太陽(yáng)能電池板的曲線IV和沿曲線各點(diǎn)的可用功率。

圖一：這張照片中的藍(lán)線顯示了典型太陽(yáng)能電池的曲線IV。紅線表示沿曲線各點(diǎn)的可用功率。

為了有效地測(cè)試光伏逆變器的效率，您需要一個(gè)能夠精確模擬太陽(yáng)能電池板或電網(wǎng)性能的太陽(yáng)能電池板模擬器。使用實(shí)際的太陽(yáng)能電池板或電池是不方便的，因?yàn)槟悴荒芸刂扑男阅?，以模擬所有條件所需的水平。

為了模擬太陽(yáng)能模塊或電池板，逆變器的設(shè)計(jì)者和制造商使用現(xiàn)代數(shù)字電源。與控制軟件相結(jié)合，這些系統(tǒng)可以模擬高達(dá)1兆瓦的太陽(yáng)能電池板。

準(zhǔn)確地模擬太陽(yáng)能模塊來(lái)測(cè)試逆變器是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù)。如前所述，逆變器是不斷改變輸入電阻，同時(shí)尋找Mpage模擬器必須以與太陽(yáng)系相同的方式對(duì)這些電荷變化做出反應(yīng)。仿真不僅要支持輸出功率，還必須遵循曲線IV來(lái)模擬太陽(yáng)能電池板或電網(wǎng)。

更復(fù)雜的是：許多太陽(yáng)能逆變器在連接到光伏板的直流輸入上產(chǎn)生替代波。在單相逆變器中，紋波的頻率是線路頻率的兩倍(美國(guó)型號(hào)為120Hz)。通常情況下，你需要一個(gè)電源來(lái)抑制這種波，但太陽(yáng)能電池板模擬器的電源不應(yīng)該抑制它。事實(shí)上，越來(lái)越多的逆變器(幾乎所有的微逆變器)可以準(zhǔn)確地測(cè)量紋理電壓和電流的幅值和相位，以快速確定MPP矩陣。這種方法允許逆變器比使用傳統(tǒng)抖動(dòng)技術(shù)(有時(shí)稱為“擾動(dòng)和觀察”)的轉(zhuǎn)換器更快地找到MPP。當(dāng)云量和輻射強(qiáng)度變化時(shí)，更快的MPP跟蹤提高了效率。

現(xiàn)代太陽(yáng)能模擬器的另一個(gè)要求是靈活性。每一塊太陽(yáng)能電池板都有自己的特點(diǎn)。太陽(yáng)能電池板模擬器必須是可編程的，以確定逆變器設(shè)計(jì)將如何與所有這些不同類型的太陽(yáng)能電池板一起工作。

最后，太陽(yáng)能電池板模擬器必須測(cè)量和記錄逆變器的交流輸出，并將數(shù)據(jù)與直流輸入相結(jié)合。這就結(jié)束了測(cè)試周期，你可以看到逆變器設(shè)計(jì)的有效性。整個(gè)系統(tǒng)流程圖如圖2所示。

圖二：用于在離線模式下測(cè)試光伏逆變器的系統(tǒng)由一臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，該計(jì)算機(jī)模擬直流電源系統(tǒng)、功率計(jì)、交流負(fù)載和光伏網(wǎng)絡(luò)控制。您可能還需要一個(gè)數(shù)字示波器(DSO)來(lái)監(jiān)控逆變器的輸出波形。

為了保持準(zhǔn)確的曲線測(cè)試，太陽(yáng)能電池板模擬器的輸出必須忠實(shí)地遵循太陽(yáng)能電池板或太陽(yáng)能電池板的曲線IV。這意味著它必須像太陽(yáng)能電池板一樣對(duì)測(cè)量逆變器產(chǎn)生的不斷變化的充電條件做出反應(yīng)。為了評(píng)價(jià)模擬器的性能，必須考慮三個(gè)參數(shù)：跟蹤精度MPP、輸出噪聲電流和輸出電壓與電流之間的相位誤差。

跟蹤精度MPP測(cè)量模擬器在動(dòng)態(tài)條件下與編程曲線IV的偏差，嚴(yán)重磨損的模擬器不能準(zhǔn)確地模擬光伏面板。

過(guò)多的輸出噪聲電流和相位誤差會(huì)使反射器MPP變得困難甚至不可能。在現(xiàn)實(shí)世界中，太陽(yáng)能電池板或陣列的輸出電壓和輸出電流之間的相位差基本上為零，即使逆變器使用MPP跟蹤策略快速改變負(fù)載。在可見相位誤差的情況下，逆變器可以鎖定在非MPP曲線的位置。

太陽(yáng)能模擬器軟件除了電氣規(guī)格外，太陽(yáng)能模塊模擬器還需要易于使用的軟件來(lái)提供必要的測(cè)試數(shù)據(jù)。其中包括：

更新速度。每秒更新20次，實(shí)時(shí)跟蹤逆變器行為。

易于編程。在開發(fā)環(huán)境中，您需要快速更改測(cè)試曲線或開發(fā)自己的IV曲線。用戶應(yīng)該能夠方便地輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù)或從其他來(lái)源導(dǎo)入數(shù)據(jù)。

輻射曲線庫(kù)。太陽(yáng)能電池板曲線庫(kù)的存在意味著您不需要生成自己的IV曲線，您可以輕松地檢查您的逆變器設(shè)計(jì)將如何與不同的太陽(yáng)能電池板一起工作。一組輻射分布的存在允許用戶模擬幾乎任何類型的環(huán)境條件。

表單建模。模擬軟件必須模擬太陽(yáng)能電池板和單個(gè)電池。您應(yīng)該能夠創(chuàng)建表，然后允許模擬器的輸出反映整個(gè)表的輸出。為了使您的模擬更加真實(shí)，您需要能夠模擬陰影、老化和有缺陷的模塊的影響。

獲得可靠的逆變器測(cè)試結(jié)果的唯一方法是使用光伏網(wǎng)絡(luò)模擬器來(lái)重現(xiàn)太陽(yáng)能電池板或電網(wǎng)的功率。仿真器不僅必須提供顯著的輸出功率，還必須足夠靈活，以快速響應(yīng)負(fù)載電阻的變化，并保持在曲線IV上。能夠這樣做的模擬器保持曲線，并給出最好的測(cè)試結(jié)果。

審核編輯：湯梓紅