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為什么選用太陽(yáng)能光伏模擬器?
我們要探討的第一個(gè)問(wèn)題是為什么要使用PV模擬器而不是實(shí)際的PV陣列，簡(jiǎn)而言之是：光伏模擬器比光伏陣列更實(shí)用。

更長(zhǎng)的答案是太陽(yáng)能光伏陣列會(huì)很大，非常昂貴，并且輸出功率不可控。輸出功率將取決于可變的環(huán)境條件，比如說(shuō)溫度和陽(yáng)光照射(也稱為輻照度)，這在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中很難控制。從尺寸角度來(lái)看，一個(gè)15Kw的太陽(yáng)能光伏陣列將包含50300W太陽(yáng)能電池板(300W是太陽(yáng)能電池板的較為常見尺寸)。

PV模擬器是一種更靈活的解決方案：它的尺寸更有效，更便宜，具有可編程輸出，并且在發(fā)生任何情況時(shí)都有保修支持?？梢詫?duì)輸出進(jìn)行編程以模擬想要測(cè)試的任何天氣條件。比如說(shuō)，可以對(duì)其進(jìn)行編程以輸出模擬陣列上50%云覆蓋率的特征。

如果使用的是實(shí)際的太陽(yáng)能光伏陣列，則需要等到天氣條件完美時(shí)才能執(zhí)行此操作。PV模擬器也被用作測(cè)試儀器。就KeysightPVSimulator而言：它的尺寸非常適合安裝到標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試機(jī)架中(3個(gè)機(jī)架單元中高達(dá)15kW)，并且它具有一整套SCPI(可編程儀器的標(biāo)準(zhǔn)命令)來(lái)控制和測(cè)量它的輸出。

太陽(yáng)能光伏模擬器與標(biāo)準(zhǔn)直流電源有何不一樣的?
我們要探討的第二件問(wèn)題是為什么要使用太陽(yáng)能光伏模擬器而不是標(biāo)準(zhǔn)直流電源，簡(jiǎn)短回答是PV模擬器的輸出與標(biāo)準(zhǔn)電源的輸出略有不同。

標(biāo)準(zhǔn)直流電源通常情況下具有兩種輸出特性之一：矩形或自動(dòng)量程。
矩形輸出特性是在大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)電源上看到的。有一個(gè)額定電壓(VRATED)和一個(gè)額定電流(IRATED)。這在圖1中進(jìn)行了說(shuō)明。

可以通過(guò)乘以VRATED和IRATED來(lái)計(jì)算最大功率(PMAX)。只要在規(guī)定的范圍內(nèi)，電源就可以輸出任何電壓和電流組合。在圖1中，它位于由限制形成的矩形下方的任何位置(因此得名)。

不太較為常見的是，有具有自動(dòng)量程輸出特性的直流電源。不同點(diǎn)在于，限制是由PMAX決定的，它不是VRATED和IRATED的乘積?？匆粋€(gè)例子可能是最簡(jiǎn)單的。讓我們來(lái)看看上面的例子。它的額定電壓為1000V，最大為30A。

如果PMAX等于VRATED乘以IRATED，這將使其成為30kW電源，但它的額定功率為10kW。該電源能夠輸出從1000V、10A到333.3V、30A的等于10kW的任何電壓或電流組合。自動(dòng)量程電源非常靈活，因?yàn)闊o(wú)需擔(dān)心有多個(gè)電源來(lái)覆蓋不同的電壓和相同功率水平的電流組合。
PV模擬器實(shí)際上具有另一種類型的輸出特性，通常情況下稱為IV曲線。

圖3中的輸出曲線比其他兩個(gè)輸出特性中的任何一個(gè)都更準(zhǔn)確地表示了太陽(yáng)能電池陣列的輸出特性。最先要注意的是，該圖中的y軸是電流，而不是其他兩個(gè)圖中的電壓。要注意的第二件事是形狀與其他兩個(gè)特征不同。這類形狀代表了光伏陣列的自然輸出特性。

有兩種方法可以使用PV陣列模擬器生成IV曲線。

第一種方式稱為SAS(或曲線)模式。在這個(gè)模式下，使用者輸入四個(gè)參數(shù)，如圖3所示：開路電壓(VOC)、最大功率電壓(VMP)、短路電流(ISC)和最大功率電流。PVSimulator固件然后使用這些參數(shù)根據(jù)數(shù)學(xué)模型生成曲線。

這是生成曲線的最簡(jiǎn)單方法，因?yàn)橹恍枰斎胨膫€(gè)參數(shù)。權(quán)衡是受限于儀器使用的數(shù)學(xué)模型。

第二種方式，一種更復(fù)雜的生成PV曲線的方法，稱為表格模式。在表格模式下，使用者向設(shè)備發(fā)送電壓和電流對(duì)的列表。PVSimulator固件解析所有輸入的點(diǎn)并生成PV曲線。

PVSimulator固件將在點(diǎn)之間進(jìn)行插值以繪制完整的曲線。其實(shí)只要三點(diǎn)就可以輸入一個(gè)表格!這是一種比SAS模式更靈活的方法，但也更難做到。為了生成曲線，必須遵循一些規(guī)則，如果違反任何規(guī)則，將收到錯(cuò)誤消息，程序編寫也更加復(fù)雜。