CN102866364A - 一种光伏逆变器测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏逆变器测试系统，包括控制系统，以及分别与控制系统连接的扫描模块、直流电源模块、交流电源模块、功率计模块、测试扩展模块以及待测逆变模块，所述直流电源模块、交流电源模块以及功率计模块的输入端与电网连接，所述直流电源模块输出端与待测逆变模块的直流输入端连接，所述交流电源模块输出端与待测逆变模块的交流输出端连接，所述功率计模块的两路输出端分别与待测逆变模块的直流输入端、交流输出端连接，所述测试扩展模块连接于待测逆变模块的直流输入端与交流输出端之间。本发明还公布了一种光伏逆变器测试系统的测试方法。本发明具有方便、快捷的对逆变器进行测试，便于规模化的测试工作的优点。

Description

一种光伏逆变器测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种测试技术，尤其涉及一种可方便、快捷测试的光伏逆变器测试系统及其测试方法。

背景技术

光伏逆变器是光伏发电系统中的重要组成部分，其必须经过严格的功能、效率测试后方可出售，由于产品元器件的差异性、装配人员的熟练程度不同，会导致同一设计下的逆变器质量有所不同，传统的测试方法是把逆变器的输出直接接入电网，以人工测试方式不断改变测试条件、记录测试结果，最后通过对测试结果的分析作出变器质量优劣的判断，这种繁琐的测试方式引入了电网中的不确定因素，不能真实地反映逆变器的性能，同时人工测试费时费力且存在很大的人为误差，对测试信息的整理难度更大。

近几年有人提出用于测试连接于三相电网上的逆变器的并网光伏逆变器测试系统，这类测试系统主要是将隔离变压器的原边线圈与三相电网，隔离变压器的副边线圈与待测逆变器的输出端连接组成并网输出结构，有效阻止了零序谐波和直流分量进入电网，避免测试过程中对电网造成冲击和干扰；但测试系统的测试过程仍然受电网中的不确定因素影响，测试结果不能真实反映逆变器的性能。

故此，业界迫切需要一种可最真实地反映光伏逆变器性能，同时也可便、捷管理测试信息的光伏逆变器测试系统以及测试方法。

发明内容

本发明要解决的第一技术问题在于提供一种方便、快捷的对光伏逆变器进行测试的光伏逆变器测试系统。

本发明要解决的第二技术问题在于提供一种根据上述的光伏逆变器测试系统的测试方法。

为了解决上述提出的第一技术问题，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种光伏逆变器测试系统，包括控制系统，以及分别与控制系统连接的扫描模块、直流电源模块、交流电源模块、功率计模块、测试扩展模块以及待测逆变模块，所述直流电源模块、交流电源模块以及功率计模块的输入端与电网连接，所述直流电源模块输出端与待测逆变模块的直流输入端连接，所述交流电源模块输出端与待测逆变模块的交流输出端连接，所述功率计模块的两路输出端分别与待测逆变模块的直流输入端、交流输出端连接，所述测试扩展模块连接于待测逆变模块的直流输入端与交流输出端之间。

优选的，所述测试扩展模块包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、电容C1以及电阻R1，所述第一开关S1一端与待测逆变模块的直流输入端连接，另一端接地；

所述第二开关S2一端与待测逆变模块的直流输入端连接，另一端经电容C1与待测逆变模块的交流输出端连接；

所述第三开关S3一端与待测逆变模块的直流输入端连接，另一端经电阻R1与待测逆变模块的交流输出端连接。

优选的，还包括与控制系统连接的USB转串口，所述直流电源模块、交流电源模块、功率计模块、测试扩展模块以及待测逆变模块分别与USB转串口连接。

优选的，所述扫描模块为扫描枪。

优选的，还包括网络模块，所述网络模块包括路由器、服务器以及至少一个客户端，所述路由器与控制系统连接，所述服务器以及客户端与路由器连接。

优选的，所述控制系统为计算机。

优选的，所述直流电源模块为可编程直流电源。

优选的，所述交流电源模块为可编程交流电源。

优选的，所述功率计模块为可编程功率计。

为了解决上述提出的第二技术问题，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种光伏逆变器测试系统的测试方法，包括以下步骤，

第一步、准备所述光伏逆变器，扫描模块扫描所述光伏逆变器，并将所述扫描信息反馈至控制系统中；

第二步、将所述光伏逆变器安装于待测逆变模块中，并将所述光伏逆变器的直流输入端以及交流输出端分别与待测逆变模块的直流输入端连接以及交流输出端连接；

第三步、控制系统核对所述光伏逆变器的信息数据，若正确，则执行下一步，如错误则执行第八部，测试结束；

第四步、控制系统控制功率计模块关闭，直流电源模块、交流电源模块以及测试扩展模块开启，对所述光伏逆变器进行安全性能测试；

第五步、控制系统控制直流电源模块开启，交流电源模块、功率计模块以及测试扩展模块关闭，对所述光伏逆变器进行直流输入特性测试；

第六步、控制系统控制直流电源模块、功率计模块以及测试扩展模块关闭，交流电源模块开启，对所述光伏逆变器进行交流输出特性测试；

第七步、控制系统控制直流电源模块、交流电源模块以及功率计模块开启，测试扩展模块关闭，对所述光伏逆变器进行能效转换特性测试；

第八步、测试结束。

优选的，所述第四步进一步包括：

首先、控制所述第一开关S1闭合，第二开关S2以及第三开关S3断开，对所述光伏逆变器进行绝缘性能测试；

其次、控制所述第二开关S2闭合，第一开关S1以及第三开关S3断开，对所述光伏逆变器进行容性残流测试；

最后、控制所述第三开关S3闭合，第一开关S1以及第二开关S2断开，对所述光伏逆变器进行阻性残流测试。

优选的，所述第五步进一步包括：

保持交流电源模块输出不变，改变直流电源模块的输出，对所述光伏逆变器进行直流输入特性测试。

优选的，所述第六步进一步包括：

保持直流电源模块输出不变，改变交流电源模块的输出，对所述光伏逆变器进行交流输出特性测试。

优选的，所述第七步进一步包括：

保持交流电源模块的输出不变，控制直流电源模块输出模拟太阳能光伏板曲线，对所述光伏逆变器进行能效转换特性测试。

优选的，位于所述第七步后，还包括以下步骤：

记录所述测试结果，并将测试结果保存于服务器中。

本发明具有如下有益效果：

1、由于测试系统测试过程中只允许一个参数在变化，而其他参数保持不变，这样就保证了因为其他因素的影响导致错误的测试结果；交流端采用交流电源模块来模拟，大大的减少了对交流电网的影响，同时采用纯阻性功率负载，可减少电感、电容等电子器件的振荡而引起测试误差；

2、在测试流程的安排方面，采用绝缘性能、直流、交流、功率的测试顺序，可有效地减少对测试设备的重复开关动作，节约测试时间；

3、整个测试系统可方便、快捷的对逆变器进行测试，便于规模化的测试工作。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的测试系统框架图；

图2为本发明的测试系统的模块连接框架图；

图3为本发明的测试方法流程图；

图4为本发明的安全性能测试的测试流程图；

图5为本发明的直流电源模块输出模拟太阳能光伏板的电流-电压曲线图；

图6为本发明的直流电源模块输出模拟太阳能光伏板的功率-电压曲线图；

附图标记说明：

1、控制系统，2、扫描模块，3、直流电源模块，4、交流电源模块，5、功率计模块，6、测试扩展模块，7、待测逆变模块，8、USB转串口，9、网络模块，10、路由器，11、服务器，12、客户端。

具体实施方式

参阅图1-2所示，本发明提供一种光伏逆变器测试系统，包括控制系统1，以及分别与控制系统1连接的扫描模块2、直流电源模块3、交流电源模块4、功率计模块5、测试扩展模块6以及待测逆变模块7，所述直流电源模块3、交流电源模块4以及功率计模块5的输入端与电网连接，所述直流电源模块3输出端与待测逆变模块7的直流输入端连接，所述交流电源模块4输出端与待测逆变模块7的交流输出端连接，所述功率计模块5的两路输出端分别与待测逆变模块7的直流输入端、交流输出端连接，所述测试扩展模块6连接于待测逆变模块7的直流输入端与交流输出端之间。

其中：所述测试扩展模块6包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、电容C1以及电阻R1，所述第一开关S1一端与待测逆变模块7的直流输入端连接，另一端接地；所述第二开关S2一端与待测逆变模块7的直流输入端连接，另一端经电容C1与待测逆变模块7的交流输出端连接；所述第三开关S3一端与待测逆变模块7的直流输入端连接，另一端经电阻R1与待测逆变模块7的交流输出端连接。

另外，为了更好的实现通讯的功能，还包括与控制系统1连接的USB转串口8，所述直流电源模块3、交流电源模块4、功率计模块5、测试扩展模块6以及待测逆变模块7分别与USB转串口8连接。

而为了本系统可实现联网以及数据共享的功能，还包括网络模块9，所述网络模块9包括路由器10、服务器11以及至少一个客户端12，所述路由器10与控制系统1连接，所述服务器11以及客户端12与路由器10连接。

在本发明中，部分模块的优选方式为：

所述扫描模块2为扫描枪；所述控制系统1为计算机；所述直流电源模块3为可编程直流电源，其采用的型号可以为Chroma 61512  ；所述交流电源模块4为可编程交流电源，其采用的型号可以为PATS1015；所述功率计模块5为可编程功率计，其采用的型号可以为WT230 。

参阅图3-4所示，本发明的根据上述的光伏逆变器测试系统的测试方法，其步骤包括：

第一步、准备所述光伏逆变器，扫描模块2扫描所述光伏逆变器，并将所述扫描信息反馈至控制系统1中；

第二步、将所述光伏逆变器安装于待测逆变模块7中，并将所述光伏逆变器的直流输入端以及交流输出端分别与待测逆变模块7的直流输入端连接以及交流输出端连接；

第三步、控制系统1核对所述光伏逆变器的信息数据，即核对是否是经过扫描的逆变器，若正确，则执行下一步，如错误则执行第八步，测试结束；

第四步、控制系统1控制功率计模块5关闭，直流电源模块3、交流电源模块4以及测试扩展模块6开启，对所述光伏逆变器进行安全性能测试；

这里，对光伏逆变器进行安全性能测试的步骤具体包括：

首先、控制所述第一开关S1闭合，第二开关S2以及第三开关S3断开，对所述光伏逆变器进行绝缘性能测试；

其次、控制所述第二开关S2闭合，第一开关S1以及第三开关S3断开，对所述光伏逆变器进行容性残流测试；

最后、控制所述第三开关S3闭合，第一开关S1以及第二开关S2断开，对所述光伏逆变器进行阻性残流测试。

第五步、控制系统1控制直流电源模块3开启，交流电源模块4、功率计模块5以及测试扩展模块6关闭，对所述光伏逆变器进行直流输入特性测试；

这里，直流输入特性测试的具体步骤包括：

保持交流电源模块4输出不变，改变直流电源模块3的输出，即对所述光伏逆变器进行直流输入特性测试，其包括（具体测试均为现有技术，在此不再赘述）：

启动电压测试：测试逆变器开启逆变发电功能时的最小直流输入电压；

PV过压测试：测试逆变器所能承受的最大直流输入电压。

第六步、控制系统1控制直流电源模块3、功率计模块5以及测试扩展模块6关闭，交流电源模块4开启，对所述光伏逆变器进行交流输出特性测试；

这里，交流输出特性测试的具体步骤包括：

保持直流电源模块3输出不变，改变交流电源模块4的输出，即对所述光伏逆变器进行交流输出特性测试，其包括（具体测试均为现有技术，在此不再赘述）：

交流过压测试：测试逆变器在对应并网标准下的交流过电压响应；

交流欠压测试: 测试逆变器在对应并网标准下的交流欠电压响应；

交流过频测试：测试逆变器在对应并网标准下的交流过频响应；

交流欠频测试：测试逆变器在对应并网标准下的交流欠频响应。

第七步、控制系统1控制直流电源模块3、交流电源模块4以及功率计模块5开启，测试扩展模块6关闭，对所述光伏逆变器进行能效转换特性测试；

这里，能效转换特性测试的具体步骤包括：

保持交流电源模块4的输出不变，控制直流电源模块3输出模拟太阳能光伏板曲线（图5所示的模拟太阳能光伏板的电流-电压曲线图以及图6所示的模拟太阳能光伏板的功率-电压曲线图），即对所述光伏逆变器进行能效转换特性测试，其包括（具体测试均为现有技术，在此不再赘述）：

功率因素测试：测试逆变器在满载输出下的的能效转换率；

谐波畸变测试：测试逆变器交流输出波形的完整性；

直流分量测试：测试逆变器交流输出端的直流成份比重；

MPPT曲线测试：测试逆变器实时追踪最大直流输入点，从而实现最大输出的能力。

最后，将上面的第四步到第七步完成测试的测试结果记录，并将测试结果保存于服务器11中，而客户端1-客户端N都可进行查询，实现了网络的共享功能。

第八步、测试结束。

本发明采用的测试系统以及测试方法，一方面由于测试系统测试过程中只允许一个参数在变化，而其他参数保持不变，这样就保证了因为其他因素的影响导致错误的测试结果；交流端采用交流电源模块来模拟，大大的减少了对交流电网的影响，同时采用纯阻性功率负载，可减少电感、电容等电子器件的振荡而引起测试误差；另一方面采用绝缘性能、直流、交流、功率的测试顺序，可有效地减少对测试设备的重复开关动作，节约测试时间。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式。凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均包含本发明的保护范围内。

Claims (15)

1.一种光伏逆变器测试系统，其特征在于：

包括控制系统（1），以及分别与控制系统（1）连接的扫描模块（2）、直流电源模块（3）、交流电源模块（4）、功率计模块（5）、测试扩展模块（6）以及待测逆变模块（7），所述直流电源模块（3）、交流电源模块（4）以及功率计模块（5）的输入端与电网连接，所述直流电源模块（3）输出端与待测逆变模块（7）的直流输入端连接，所述交流电源模块（4）输出端与待测逆变模块（7）的交流输出端连接，所述功率计模块（5）的两路输出端分别与待测逆变模块（7）的直流输入端、交流输出端连接，所述测试扩展模块（6）连接于待测逆变模块（7）的直流输入端与交流输出端之间。

2.根据权利要求1所述的光伏逆变器测试系统，其特征在于：所述测试扩展模块（6）包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、电容C1以及电阻R1，所述第一开关S1一端与待测逆变模块（7）的直流输入端连接，另一端接地；

所述第二开关S2一端与待测逆变模块（7）的直流输入端连接，另一端经电容C1与待测逆变模块（7）的交流输出端连接；

所述第三开关S3一端与待测逆变模块（7）的直流输入端连接，另一端经电阻R1与待测逆变模块（7）的交流输出端连接。

3.根据权利要求2所述的光伏逆变器测试系统，其特征在于：还包括与控制系统（1）连接的USB转串口（8），所述直流电源模块（3）、交流电源模块（4）、功率计模块（5）、测试扩展模块（6）以及待测逆变模块（7）分别与USB转串口（8）连接。

4.根据权利要求3所述的光伏逆变器测试系统，其特征在于：所述扫描模块（2）为扫描枪。

5.根据权利要求4所述的光伏逆变器测试系统，其特征在于：还包括网络模块（9），所述网络模块（9）包括路由器（10）、服务器（11）以及至少一个客户端（12），所述路由器（10）与控制系统（1）连接，所述服务器（11）以及客户端（12）与路由器（10）连接。

6.根据权利要求1所述的光伏逆变器测试系统，其特征在于：所述控制系统（1）为计算机。

7.根据权利要求1所述的光伏逆变器测试系统，其特征在于：所述直流电源模块（3）为可编程直流电源。

8.根据权利要求1所述的光伏逆变器测试系统，其特征在于：所述交流电源模块（4）为可编程交流电源。

9.根据权利要求1所述的光伏逆变器测试系统，其特征在于：所述功率计模块（5）为可编程功率计。

10.一种光伏逆变器测试系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤，

A、准备所述光伏逆变器，扫描模块（2）扫描所述光伏逆变器，并将所述扫描信息反馈至控制系统（1）中；

B、将所述光伏逆变器安装于待测逆变模块（7）中，并将所述光伏逆变器的直流输入端以及交流输出端分别与待测逆变模块（7）的直流输入端连接以及交流输出端连接；

C、控制系统（1）核对所述光伏逆变器的信息数据，若正确，则执行下一步，如错误则执行结束测试；

D、控制系统（1）控制功率计模块（5）关闭，直流电源模块（3）、交流电源模块（4）以及测试扩展模块（6）开启，对所述光伏逆变器进行安全性能测试；

E、控制系统（1）控制直流电源模块（3）开启，交流电源模块（4）、功率计模块（5）以及测试扩展模块（6）关闭，对所述光伏逆变器进行直流输入特性测试；

F、控制系统（1）控制直流电源模块（3）、功率计模块（5）以及测试扩展模块（6）关闭，交流电源模块（4）开启，对所述光伏逆变器进行交流输出特性测试；

G、控制系统（1）控制直流电源模块（3）、交流电源模块（4）以及功率计模块（5）开启，测试扩展模块（6）关闭，对所述光伏逆变器进行能效转换特性测试；

H、测试结束。

11.根据权利要求11所述的光伏逆变器测试系统的测试方法，其特征在于：所述步骤D进一步包括：

I、控制所述第一开关S1闭合，第二开关S2以及第三开关S3断开，对所述光伏逆变器进行绝缘性能测试；

J、控制所述第二开关S2闭合，第一开关S1以及第三开关S3断开，对所述光伏逆变器进行容性残流测试；

K、控制所述第三开关S3闭合，第一开关S1以及第二开关S2断开，对所述光伏逆变器进行阻性残流测试。

12.根据权利要求11所述的光伏逆变器测试系统的测试方法，其特征在于：所述步骤E进一步包括：

保持交流电源模块（4）输出不变，改变直流电源模块（3）的输出，对所述光伏逆变器进行直流输入特性测试。

13.根据权利要求12所述的光伏逆变器测试系统的测试方法，其特征在于：所述步骤F进一步包括：

保持直流电源模块（3）输出不变，改变交流电源模块（4）的输出，对所述光伏逆变器进行交流输出特性测试。

14.根据权利要求13所述的光伏逆变器测试系统的测试方法，其特征在于：所述步骤G进一步包括：

保持交流电源模块（4）的输出不变，控制直流电源模块（3）输出模拟太阳能光伏板曲线，对所述光伏逆变器进行能效转换特性测试。

15.根据权利要求14所述的光伏逆变器测试系统的测试方法，其特征在于：位于所述步骤G后还包括以下步骤：

记录所述测试结果，并将测试结果保存于服务器（11）中。

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