CN106383285A - 多通道小型家用逆变器效率检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多通道小型家用逆变器效率检测系统及检测方法。其中，该系统包括：多通道数据采集单元、直流电源、可编程交流负载。通过本发明，可以通过上位机控制系统控制直流电源，并通过上位机控制系统控制可编程交流负载模拟家用电器设备的工作以及根据不同待测逆变器的额定容量控制可编程交流负载的工作状态；从而能同时测试出多种不同型号的小型家用逆变器的效率，解决了小型家用逆变器的效率测试效率低的技术问题，达到了节约检测时间，提高检测效率的技术效果。

Description

多通道小型家用逆变器效率检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及太阳能光伏逆变器测试领域，具体而言，涉及一种多通道小型家用逆变器效率检测系统及检测方法。

背景技术

随着我国新能源发展迅速，光伏市场迎来爆发期，作为光伏电站的关键设备，光伏逆变器市场随之迎来发展。据相关权威机构预测2016到2020年期间，光伏逆变器将以11％的年增长率增长，到2020年，全球光伏逆变器市场价值将超过71亿美元。光伏逆变器是光伏电站的核心设备，其转换效率直接影响光伏并网发电系统的发电量。因此，光伏电站的投资者、总承包方都非常注重光伏逆变器的转换效率。根据CGC/GF004:2011《并网光伏发电专用逆变器技术条件》规定，无变压器型最大转换效率应不低于96％，含变压器性逆变器最大转换效率应不低于94％。而根据工信部2015年发布的《光伏逆变器制造行业规范条件》，含有变压器的光伏逆变器加权效率不得低于96％，不含变压器的光伏逆变器加权效率不低于98％(微型逆变器相关指标分别不低于94％和95％)。

近年来，随着环境污染和能源危机情况日益严重，世界各国都大力发展新能源产业。与常规发电相比，太阳能光伏发电技术有着不可比拟的优势。而作为光伏利用主要形式的太阳能发电系统更是倍受人们的青睐。

在光伏发电系统中，逆变器是最为重要的组成部分之一，光伏并网逆变器的结构将直接影响系统光电转换的效率及其他设备的容量选择与合理配置。如何让逆变器效率测试变得简单快捷将是取得行业内的制胜的关键。

国内多家第三方检测认证机构已经按照《中国典型太阳能资源区光伏并网逆变器加权效率测试与评估技术条件》对光伏逆变器展开中国效率的测试认证工作。目前小型家用逆变器越来越多的进入人们的生活中，对小型家用逆变器转化效率的测试也越来越多。为此，需要开展小型家用逆变器进行快速、有效的检测方法。本发明借鉴国内外在光伏并网逆变器效率测试方法，研究方面已经取得的研究成果及经验，对光伏并网逆变器的并网性能检测方法进行研究，开发出一种多通道小型家用逆变器效率检测技术和测试系统，能够同时快速开展多种小型家用逆变器效率检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多通道小型家用逆变器效率检测方法和测试系统，其功能完善、测试效率高，特别适合解决第三方检测机构对小型家用逆变器检测的效率问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种多通道小型家用逆变器效率检测系统，包括：多通道数据采集单元、直流电源、可编程交流负载；其中，所述多通道数据采集单元的采集接口分别连接待测逆变器的直流输入端口和交流输出端口，所述多通道数据采集单元的通讯接口连接上位机控制系统，所述直流电源与所述上位机控制系统连接，所述直流电源的输出端口与所述待测逆变器的直流输入端口连接，所述可编程交流负载与所述待测逆变器连接。

可选地，所述多通道数据采集单元包括：功率分析仪、数据记录仪；所述功率分析仪与所述数据记录仪分别与所述上位机控制系统连接。

可选地，所述直流电源可提供的最大输出功率大于或者等于所述待测逆变器最大直流输入功率的1.5倍，且所述直流电源的输出电压与所述被测逆变器的直流输入电压的工作范围相匹配，所述直流电源的输出电压的波动小于或者等于5％。

可选地，所述系统还包括：电网接口，所述电网接口与所述待测逆变器的交流输出端口连接，用于将所述待测逆变器的交流输出端口与电网连接。

可选地，所述系统还包括：电网模拟器，所述电网模拟器与所述待测逆变器的交流输出端口连接。

可选地，所述电网模拟器的容量大于所述被测逆变器额定功率的2倍。

可选地，所述直流电源为程控交流/直流转换电源，所述程控交流/直流转换电源的输入端口与电网连接，所述交流/直流转换电源的输出端口与所述待测逆变器的直流输入端口连接。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种上述的多通道小型家用逆变器效率检测系统的检测方法，包括以下步骤：

步骤1，将多个待测逆变器接到所述多通道数据采集单元上；

步骤2，启动所述多通道小型家用逆变器效率检测系统，在开始测试时，所述上位机控制系统控制所述可编程交流负载模拟实际家用电器设备的工作；

步骤3，在测试过程中，所述多通道数据采集单元同时采集所述多个待测逆变器交流输出端口的输出功率和直流输入端口的输入功率，所述上位机控制系统根据所述多通道数据采集单元采集的数据在显示屏实时显示；所述上位机控制系统可控制所述多通道小型家用逆变器效率检测系统的通信、数据存储、功率控制、电压调节和负载加载等参数设置功能；

步骤4，在进行转换效率测试过程中，包括最大转换效率测试和逆变器效率曲线测试，其中，测量负载点包括：5％、10％、15％、20％、25％、30％、50％、75％、100％以及最大转换效率处和最大功率点处的转换效率；

步骤5，测试完成后，所述上位机控制系统分别根据检测到的所述多个待测逆变器交流输出端口的输出功率和直流输入端口的输入功率，分别计算所述多个待测逆变器的测试效率，并以曲线图的形式导出试验报告；

步骤6，所述上位机控制系统根据试验报告的处理结果，自动给出检测是否合格的结论。

通过本发明，采用的包括：多通道数据采集单元、直流电源、可编程交流负载的多通道小型家用逆变器效率检测系统，可以通过上位机控制系统控制直流电源，并通过上位机控制系统控制可编程交流负载模拟家用电器设备的工作以及根据不同待测逆变器的额定容量控制可编程交流负载的工作状态；从而能同时测试出多种不同型号的小型家用逆变器的效率，解决了小型家用逆变器的效率测试效率低的技术问题，达到了节约检测时间，提高检测效率的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例的多通道小型家用逆变器效率检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中提供了一种多通道小型家用逆变器效率检测系统。如图1所示，该系统包括：直流电源、待测逆变器、多通道数据采集单元、可编程交流负载。

其中，直流电源的输出端口通过多路接触器分别连接至各路待测逆变器。多通道数据采集单元包括功率分析仪和数据记录仪。多通道数据采集单元检测小型家用逆变器(本实施例中的待测逆变器)工作过程中的特征参量并发送给上位机控制系统，上位机控制系统还与显示单元连接，显示单元可以实时显示检测数据，上位机控制系统控制直流电源和可编程交流负载的电压或者功率的调节，通过调节直流电源和可编程交流负载来模拟各种运行工况，达到对各路待测逆变器效率检测的目的。

直流电源作为各路待测逆变器的输入端，应能至少提供被测小型家用逆变器最大直流输入功率的1.5倍，且直流电源的输出电压与被测逆变器的直流输入电压的工作范围相匹配，试验期间输出电压波动不超过5％，从而模拟电网的变化。待测逆变器的输出侧连接负载电路，负载电路可以包括多种负载，例如可编程交流负载、电网或者电网模拟器，通过多路接触器来实现不同负载的切换。

多通道数据采集单元是在待测逆变器工作的过程中，利用传感器等设备测量逆变器工作过程中的特征参量，通过对比输入输出能量，测试逆变器最大转换效率和逆变效率曲线。本发明采用功率分析仪测量输入输出侧的电压电流值，用数据记录仪测量逆变器输出的软启动时间。

上位机控制系统通过数据线连接接口板卡通信，接口板卡连接至多通道数据采集单元中的各检测仪器，包括功率分析仪、电能质量分析仪、数据记录仪等。上位机控制系统实时监控各个设备的运行情况。

采用上述检测系统的检测方法步骤为：

步骤1，将小型家用逆变器接到多通道数据采集单元中的各检测仪器的接口上；

步骤2，启动小型家用逆变器检测系统，在开始测试时，上位机控制系统控制可编程交流负载模拟实际家用电器设备的工作；

步骤3，在测试过程中，多通道数据采集单元同时采集多个待测逆变器交流输出端口的输出功率和直流输入端口的输入功率，上位机控制系统根据多通道数据采集单元采集的数据在显示屏实时显示；上位机控制系统可控制多通道小型家用逆变器效率检测系统的通信、数据存储、功率控制、电压调节和负载加载等参数设置功能；

步骤4，在进行转换效率测试过程中，包括最大转换效率和逆变器效率曲线测试；转换效率为在规定的测量周期时间内，由逆变器在交流端口输出的能量与在直流端口输入的能量的比值。本实施例中逆变器效率测试点的测量负载点包括：5％、10％、15％、20％、25％、30％、50％、75％、100％以及最大转换效率处和最大功率点处的转换效率。

步骤5，测试完成后，上位机控制系统分别根据检测到的多个待测逆变器交流输出端口的输出功率和直流输入端口的输入功率，分别计算多个待测逆变器的测试效率，并以曲线图的形式导出试验报告；

根据CGC/GF004:2011《并网光伏发电专用逆变器技术条件》规定，逆变转换效率如公式(1)所示：

逆变转换效率：在规定的测量周期T_M时间内，有逆变器在交流端口输出的能量与在直流端口输入的能量的比值：

$\mathrm{\η}=\frac{{\∫}_0^{T_M}{P}_{AC}\left(t\right)dt}{{\∫}_0^{T_M}{P}_{DC}\left(t\right)dt}\×100\%;$

其中，P_AC为交流输出端口的瞬时输出功率，P_DC为直流输入端口的瞬时输入功率。

步骤6，上位机控制系统根据试验报告的处理结果，自动给出检测是否合格的结论。

综上所述，本发明的各路待测逆变器测试数据通过显示单元实时显示，并可自动生成测试报告，相比于传统的逆变器效率测试，实现了具有同时测试各路逆变器效率具有的设计方法和测试系统，极大提高测试效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多通道小型家用逆变器效率检测系统，其特征在于，包括：多通道数据采集单元、直流电源、可编程交流负载；其中，

所述多通道数据采集单元的采集接口分别连接待测逆变器的直流输入端口和交流输出端口，所述多通道数据采集单元的通讯接口连接上位机控制系统，所述直流电源与所述上位机控制系统连接，所述直流电源的输出端口与所述待测逆变器的直流输入端口连接，所述可编程交流负载与所述待测逆变器连接。

2.根据权利要求1所述的多通道小型家用逆变器效率检测系统，其特征在于，所述多通道数据采集单元包括：功率分析仪、数据记录仪；所述功率分析仪与所述数据记录仪分别与所述上位机控制系统连接。

3.根据权利要求1所述的多通道小型家用逆变器效率检测系统，其特征在于，所述直流电源可提供的最大输出功率大于或者等于所述待测逆变器最大直流输入功率的1.5倍，且所述直流电源的输出电压与所述被测逆变器的直流输入电压的工作范围相匹配，所述直流电源的输出电压的波动小于或者等于5％。

4.根据权利要求1所述的多通道小型家用逆变器效率检测系统，其特征在于，所述系统还包括：电网接口，所述电网接口与所述待测逆变器的交流输出端口连接，用于将所述待测逆变器的交流输出端口与电网连接。

5.根据权利要求1所述的多通道小型家用逆变器效率检测系统，其特征在于，所述系统还包括：电网模拟器，所述电网模拟器与所述待测逆变器的交流输出端口连接。

6.根据权利要求5所述的多通道小型家用逆变器效率检测系统，其特征在于，所述电网模拟器的容量大于所述被测逆变器额定功率的2倍。

7.根据权利要求1所述的多通道小型家用逆变器效率检测系统，其特征在于，所述直流电源为程控交流/直流转换电源，所述程控交流/直流转换电源的输入端口与电网连接，所述交流/直流转换电源的输出端口与所述待测逆变器的直流输入端口连接。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的多通道小型家用逆变器效率检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将多个待测逆变器接到所述多通道数据采集单元上；

步骤2，启动所述多通道小型家用逆变器效率检测系统，在开始测试时，所述上位机控制系统控制所述可编程交流负载模拟实际家用电器设备的工作；

步骤3，在测试过程中，所述多通道数据采集单元同时采集所述多个待测逆变器交流输出端口的输出功率和直流输入端口的输入功率，所述上位机控制系统根据所述多通道数据采集单元采集的数据在显示屏实时显示；所述上位机控制系统可控制所述多通道小型家用逆变器效率检测系统的通信、数据存储、功率控制、电压调节和负载加载等参数设置功能；

步骤4，在进行转换效率测试过程中，包括最大转换效率测试和逆变器效率曲线测试，其中，测量负载点包括：5％、10％、15％、20％、25％、30％、50％、75％、100％以及最大转换效率处和最大功率点处的转换效率；

步骤5，测试完成后，所述上位机控制系统分别根据检测到的所述多个待测逆变器交流输出端口的输出功率和直流输入端口的输入功率，分别计算所述多个待测逆变器的测试效率，并以曲线图的形式导出试验报告；

步骤6，所述上位机控制系统根据试验报告的处理结果，自动给出检测是否合格的结论。