低成本数字光伏阵列模拟器：BUCK电路与ARM控制的创新设计

在模拟技术的研究领域中，本文主要探讨了数字式光伏阵列模拟器的设计与实现。随着全球能源危机的加剧，光伏发电作为可持续发展的新能源备受瞩目，然而高昂的光伏电池成本限制了其早期研究的经济效益。为此，设计一个成本效益高的模拟器至关重要，它能替代实际光伏电池阵列进行各种实验，降低了研发成本。 本文的核心设计基于Buck电路，Buck电路作为一种常见的电源转换器，为模拟器提供了稳定的电力管理。采用ARM控制技术，增强了模拟器的智能化和灵活性，通过电流PI控制策略优化了系统的动态响应和稳态精度。电流PI控制结合了比例(P)和积分(I)控制，提高了电流控制的精确性和稳定性。 在模拟光伏电池阵列特性方面，作者采用了四折线法对光伏电池的伏安特性曲线进行分段拟合，这种方法有效地捕捉了电池在不同条件下的行为，如日照强度和温度变化。模拟器的设计目标包括精确模拟太阳能电池板的伏安特性，即在不同温度和光照强度下输出对应的I-U特性曲线。通过离散化这些曲线并存储在ARM控制器中，模拟器能够适应广泛的环境条件。 同时，文章介绍了太阳能电池板的工程数学模型，以出厂时提供的短路电流(ISC)、开路电压(VOC)、最大功率点电流(Im)和电压(Vm)等关键参数为基础，建立了相应的数学关系式，使得工程师可以方便地进行计算和分析。 总结来说，本文的重点在于开发一个经济高效的数字式光伏阵列模拟器，通过集成Buck电路、ARM控制和电流PI控制，以及四折线拟合技术，能够准确模拟光伏电池在不同环境条件下的行为，极大地推动了光伏技术的研发和应用。