一种大功率光伏模拟电源的设计

张超　张立强　袁绍民　王福星　张宝顺

摘要：本文提出了一种大功率光伏模拟电源的设计方法，可以为500kW及以下功率等级的光伏逆变器提供模拟光伏特性的直流电源。该电源由万能断路器、变压器、整流电路、BUCK降压电路组成。其中变压器采用3绕组输出且每个绕组的相序差15。，以减小注入电网的电流谐波。整流电路采用3组二极管全桥整流桥串联，输出直流电压可达1000 V以上。BUCK降压电路采用3桥臂并联结构，每相桥臂上管轮流导通，以减小直流输出电压纹波。采样直流电压和电流在FPGA中计算平均值，采用DSP作为主控制器，计算PV曲线并对直流电流做PI调节。试验结果表明，所述光伏模拟电源能够较好地模拟光伏电池特性曲线，适用于500kW光伏逆变器的MPPT功能测试。

关键词：大功率；光伏模拟电源；BUCK降压电路

引言

太阳能是化石能源的主要替代能源之一，且清洁无污染、资源丰富。太阳能发电是直接将太阳的光能转变成电能，这是有效利用太阳能的方主要形式。太阳能发电系统分为离网发电系统、并网发电系统及分布式发电系统。其中并网和分布式发电功率都已经向大功率发展，一般都几百千瓦到几十兆瓦，甚至达到上百兆瓦。此系统使用的光伏阵列也经过多级串并联，同时所使用光伏逆变器功率等级也提高到了100kW～1MW。这就要求大功率的模拟光伏电源来模拟串并联后光伏阵列，达到所需要的功率等级。给光伏逆变器提供直流供电，同时具有光伏电池的特性，完成对光伏逆变器性能的测试。

本文介绍了一种大功率光伏模拟电源，来实现对光伏阵列MPPT功能的模拟。