3.3.2 光伏阵列模拟器认知实验
1.实验目的
（1）了解光伏阵列模拟器的工作原理、工作模式、主要功能，以及性能指标。
（2）掌握光伏阵列模拟器的使用操作方法，实现标准太阳能电池阵列电力特性的模拟。
（3）巩固电子负载的上位机操作，学习利用电子负载上位机软件记录数据。
2.实验内容
（1）用光伏阵列模拟器模拟太阳能电池伏安曲线。
（2）用电子负载检验设定的太阳能电池伏安曲线。
3.实验设备及软件
本实验所需的设备主要包括光伏阵列模拟器、电子负载、上位机及电子负载上位机软件，如表3-6所示。
表3-6 本实验所选用的设备及软件
4.实验过程
1）设备连接
按照图3-22所示的设备连接图，在未上电状态下，将光伏阵列模拟器与电子负载连接，并用配套通信连接线将电子负载与上位机相连。
图3-22 光伏阵列模拟器实验设备连接图
2）提取太阳能电池特征参数
给定待模拟的标准太阳能电池伏安特性和功率特性曲线，如图3-23所示。从曲线中提取其四个特征参数：开路电压6 V、短路电流3.26 A、最大功率点电压30 V、最大功率点电流3 A。
图3-23 待模拟太阳能电池伏安和功率特性曲线
（a）伏安特性曲线；（b）功率特性曲线
3）设置光伏阵列模拟器参数
（1）启动光伏阵列模拟器。打开光伏阵列模拟器的电源开关，启动光伏阵列模拟器，待初始化完成。
（2）选择SAS模式。在操作面板上（图3-24）按【菜单】键进入菜单设置。通过方向按钮移动显示面板中的光标，依次选择“Output”→“Mode”→“SAS”，如图3-25所示。最后，在操作面板上按【确认】键。
图3-24 光伏阵列模拟器操作面板
图3-25 选择SAS模式
（3）输入太阳能电池特征参数。按【菜单】键，依次选择“Output”→“SAS”→“Curve”，如图3-26所示。依次输入最大功率点电压（Vmp）＝30 V，开路电压（Voc）＝36 V，最大功率点电流（Imp）＝3 A，短路电流（Isc）＝3.26 A。然后，将光标定位至“Set Curve”，按【确认】键，设置完成。
图3-26 输入太阳能电池特征参数
4）设置电子负载电压加载剖面
启动电子负载，使其处于“Off”状态。通过电子负载上位机软件“自动测试”选项卡，设置测试工况如下：
·工作模式：CV。即电压模型。
·测量范围：6～36 V。
·测量步长：1 V。
·延时时间：2 s。
·测量项：C。即电流。
·保存的数据库名称：SIMULATOR。
设置完成后，如图3-27所示。然后，启动测试方案。测试结束后，保存测试结果。
图3-27 电子负载自动测试选项卡设置
注意事项：出于安全考虑，实验过程中电子负载所加载的电压剖面的最小电压值可以接近于零（如0.5 V），但尽量避免等于零。
5.讨论与思考
（1）记录电子负载加载的电压和测量的电流值，对比分析参考曲线与电子负载测量的模拟曲线，验证光伏阵列模拟器的模拟效果。
（2）光伏阵列的测试能否采用恒定电流的方式进行？
（3）光伏阵列模拟器对太阳能电力系统研究有什么重要意义？
（4）采用光伏阵列模拟器模拟太阳能飞行器飞行过程的太阳能电池电力特性，需要考虑哪些方面的因素，以获得更精准的模拟效果？
（5）如何用电子负载和光伏阵列模拟器去测量和模拟一个未知特征参数或特征参数不准确的太阳能电池板？