太阳能光伏 (PV) 模拟器是一种可编程电源，用于模拟太阳能电池板。模拟器具有快速瞬态响应，可响应负载条件的变化并保持电压-电流特性的输出。
　　用户可以根据系统规格定义太阳能电池板配置，并通过选择环境条件来选择适当的环境条件进行模拟。用户可以输入所需的太阳能电池板规格，包括开路电压、短路电流、温度系数、辐射、面积和串联电阻。
　　太阳能电池阵列产生直流输出，其非线性特性随温度和辐照度而变化。连接到太阳能电池阵列的电力电子系统（如太阳能逆变器）会考虑这些变化，以表征阵列的输出并最大化转换的功率 。太阳能电池阵列的输出特性与标准直流电源有很大不同，因此需要对直流电源进行额外的控制要求，以满足必要的系统规格。
　　连接到太阳能电池阵列的设备旨在通过定位最大工作点来最大化功率输出。它们还会调整工作点以适应阳光和温度的波动。这会导致太阳能电池阵列的电压和电流特性波动，主要是由于温度、辐照度和其他环境条件的变化。通常，辐照度的变化会影响输出电流，而温度的变化会影响输出电压。
　　为了在实验室中重现光伏系统的电流和电压特性，以便可靠、高效、快速地分析和改进光伏能量转换系统，需要考虑太阳能光伏模拟器的实现方法。传统装置由一个实验平台组成，该平台使用发光二极管或卤素灯作为光伏模块的可控人造光 。但它的缺点是需要大量电力和广阔的空间来设置设备、测试台配置复杂，并且缺乏控制温度的可能性。
　　光伏仿真系统具有可重构直流电源和方便的环境条件控制，可实现稳态和瞬态响应，可作为重现不同光伏模块输出电气特性的工具，而不受外部大气条件的影响。
　　太阳能模拟器实现
　　典型的实现方式是将太阳能模拟器视为受控直流电源，无论环境条件如何，它都可以重现光伏电池板的特性。这源于光伏模拟器的总体架构，如图1所示。它包括三个关键元素：光伏模型实现、控制策略和功率级控制 。　　PV 模型复制了需要模拟的 PV 面板的特性。它接收温度、辐照度以及 PV 电压或电流的测量值作为输入。根据电源转换器的控制类型，选择 PV 电压或电流输入。控制策略是 PV 模型和转换器之间的阶段，它决定了 PV 仿真器特性和负载特性之间的交点。电源转换器可以是线性调节器、具有闭环控制的可编程直流电源或开关模式电源。

　　图 1.太阳能光伏模拟器的通用架构　　太阳能光伏模拟器的详细实现涉及典型的电源和控制电路。电源电路包含一个直流电源、一个电流控制模式的四象限斩波器、一个电感滤波器 L 和一个可调电阻负载。如图2所示。这里，斩波电路的输出电流和电压必须复制与真实光伏模块相同的行为。

　　图 2. 太阳能光伏模拟器实现
　　斩波器的太阳辐照度、温度、输出电压和电流值作为数字控制电路的输入。利用两个主环路来实现电路的必要控制：外部电压环路和内部电流环路。电流环路包括一个比例积分 (PI) 控制器，该控制器根据参考信号调节模拟的 PV 电流并将其馈送到电压环路。电压环路需要温度 (T)/辐照度 (G) 影响算法和 IV 曲线线性化算法来控制模拟的 PV 电压并估计电流参考信号。