为了能够对光伏逆变器的特性进行考量,光伏阵列模拟器的研究成为光伏产业研究的一个重大课题。光伏阵列模拟器是用来在实验室环境下模拟实际光伏电池阵列输出电流电压特性的设备。通过此设备,可极大地减小光伏逆变器设计及型式试验的时间和资金开销。国外光伏阵列模拟器的研究早在上世纪九十年代已经展开。得益于国家新能源战略的开展,国内光伏阵列模拟器的研究也已经起步,并取得了一些成就。但是,目前大多数光伏阵列模拟器的研究还停留在比较简单的模拟方式。适应实际工业需求,能够模拟各种不同工况条件的光伏阵列工作特性的模拟器研究尚需进一步开展。本文首先阐述了光伏阵列模拟器研究的发展历史及研究现状,研究了光伏阵列的运行机理并进行了数学建模。其次,本文重点分析了基于开关电源的数字式光伏阵列模拟器的工作原理,通过Matlab/Simulink仿真研究,证明了基于FPGA的数字式光伏阵列模拟器研究与设计的可行性。最后通过基于RT-LAB的硬件在环仿真验证及光伏阵列模拟器的电路设计与验证,证明了基于FPGA的新型数字式光伏阵列模拟器相对于以往光伏阵列模拟器的优越性。本课题提出的基于FPGA的数字式光伏阵列模拟器不仅能够适应模拟不同拓扑结构的光伏电池阵列,同时可以模拟在给定拓扑结构下局部温度及局部辐照度参数的光伏电池阵列。经验证,本文提出的方案具备极好的光伏特性,能够满足不同情况下对光伏逆变器的考量。