當(dāng)IV曲線處于高速自動線性內(nèi)插的狀況(例如每7.8毫秒更新一次)時,很顯然常規(guī)的20ms測量窗口無法與之匹配,當(dāng)20ms的測量采樣時間完成并得到一個輸出功率值時,此時的IV曲線已經(jīng)更新了二至三次,我們拿這個測量值除以當(dāng)前使用的IV曲線的Pmp值,得到的MPPT效率顯然會存在失真。于是當(dāng)輻照度處于上升狀態(tài)時,此時光伏模擬器報告的MPPT效率會偏低;當(dāng)輻照度處于下降狀態(tài)時,光伏模擬器報告的MPPT效率會偏高。如下圖(圖4)是一個輻照度以100W/m2的速率從1000W/m2下降至300W/m2,同時光伏模擬器進(jìn)行每秒128次內(nèi)插的測試結(jié)果。我們可以清楚地看到,紅色線代表的光伏模擬器報告的實際輸出功率高出藍(lán)色線代表的線性下降的理想IV曲線的Pmp,以至于計算得到的MPPT效率會出現(xiàn)超過100%的情況。
圖4 100W/m2/s的輻照度線性下降情況下,帶高速線性內(nèi)插功能的光伏模擬器報告的MPPT效率存在較大的誤差
為了解決此一問題,我們需要選取適當(dāng)?shù)腎V曲線更新速率以及測量時間窗口。例如阿美特克ELGAR光伏模擬器允許用戶設(shè)置禁用每秒128次的儀器自動內(nèi)插更新IV曲線功能,而啟用軟件統(tǒng)一控制的每100毫秒更新一次IV曲線的方法,而同樣由軟件來操作在此期間的輸出功率回讀,這樣就可以確保當(dāng)前輸出功率的測量與IV曲線更新的同步問題。這樣IV曲線的更新速率為每秒10次,可以使得供應(yīng)給逆變器的功率跳變、以及供應(yīng)能量與理想情況的差異均縮減為1%的量級,無疑是目前市面上性能表現(xiàn)最為優(yōu)秀的光伏模擬器。如下圖5是采用該方式后的測試結(jié)果。我們可以看到代表實際輸出功率測量結(jié)果的紅色軌跡極好地匹配了代表理想Pmp變化的藍(lán)色軌跡。圖6是更長時間上的測試結(jié)果圖示,包含輻照度下降和上升的兩種情況。說明當(dāng)前這款逆變器可以非常良好地適應(yīng)這種1000W/ m2的輻照度變化速率,維持99%以上的MPPT效率。
圖5 100W/m2/s的輻照度線性下降情況下,開啟軟件10次/秒線性內(nèi)插功能的光伏模擬器報告的MPPT效率
圖6 更長時間的100W/m2/s的輻照度線性下降情況下,開啟軟件10次/秒線性內(nèi)插功能的光伏模擬器報告的MPPT
綜上所述,當(dāng)我們需要在實驗室里進(jìn)行動態(tài)的天氣狀況模擬時,需要能夠構(gòu)建或加載各種復(fù)雜天氣狀況以及國際規(guī)范定義的典型測試模式,構(gòu)建的天氣文檔的時間分辨率達(dá)到秒級,而實際的IV曲線更新速率需要更快(如每秒10次)以滿足平滑變化及符合實際狀況的要求,同時在高速的IV曲線更新時還務(wù)必要確保輸出采樣數(shù)據(jù)的同步性,只有這樣,我們才能得到足夠精確、可信賴的測試結(jié)果。