CN107846192A - 一种在线式光伏组件巡检测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线式光伏组件巡检测试装置及测试方法，属于光伏系统性能检测领域，包括用于IV曲线测试板、切换板、控制板、太阳辐照度计、用于控制切换开关和IV曲线测试及显示测试结果的上位机。本发明采用无电弧放电的直流高压开关切换光伏组件，实现了自动测试，大大降低测试强度；各组件2s快速巡检测试，有效解决因测试过程中外界辐照度、温度变化所引入的偏差；上位机控制及显示使得测试结果具便复现性；亦为在线监测光伏组件在不同辐照度下的工作情况提供了可能。

Description

一种在线式光伏组件巡检测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于光伏系统性能检测领域，具体涉及一种在线式光伏组件巡检测试装置及测试方法。

背景技术

随着光伏行业的进一步发展，提升组件发电效率的工艺改进不断革新，工艺改进后的组件的比对测试实验是改进过程的重要环节。另一方面，组件的实验室发电效率提升并不能代表着光伏电站户外长期发电效率的增加，这需要户外长期实践验证——实证测试。

不管是组件工艺改进测试实验，还是户外实证测试实验，多个组件的同条件比对测试，甚至是带载组件的测试都是必不可少的。多个组件的比对测试经历了单个便携式测试仪轮换测试各个组件到多通道测试仪同步测试多个组件的阶段。实践证明，单个测试仪的轮换测试受辐照度和温度等环境参数变化影响较大，测试结果和劳动强度都难以令人满意；多通道测试仪的同步测试不仅减少了测试工作量，而且排除了光照和温度对测试结果的影响，但是它对各个通道测试模块的测试精度一致性要求很高，而且随着成本控制的因素加入，多通道同步测试的价格也让很多人望而却步。因此单通道快速巡检测试多块组件的测试装置亟待研制。

当然，测试组件的IV曲线，必须保证被测组件与其它负载隔离开，目前还没有较好的设备实现这一功能，所以在线式光伏组件的巡检测试装置研制势在必行。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种在线式光伏组件巡检测试装置及测试方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种在线式光伏组件巡检测试装置，包括IV曲线测试板、若干切换板、控制板、太阳辐照度计以及上位机；

IV曲线测试板，被配置为用于测试组件的IV曲线；

切换板，被配置为用于将组件从负载回路断开，并将其接入IV曲线测试板；

控制板，被配置为用于接收上位机的控制命令及发送切换命令，控制切换板动作；

太阳辐照度计，被配置为用于测量与组件平行的太阳光的太阳辐照度以及太阳能电池背板表面的温度；

上位机，被配置为用于接收IV曲线测试板测试的IV曲线以及太阳辐照度计测量的组件辐照度及温度，并向控制板发送控制命令及发送切换命令，进而控制切换板动作，以及显示测试结果。

优选地，所述IV曲线测试板采用四线制测量方式。

优选地，所述控制板上设置有单片机控制系统。

优选地，所述切换板均为无电弧放电的直流高压开关，其由主继电器、辅助继电器以及绝缘栅双极型晶体管组成，主继电器、辅助继电器以及绝缘栅双极型晶体管均与控制板的单片机I/O口相连。

此外，本发明还提到一种在线式光伏组件巡检测试方法，该方法采用如上所述的一种在线式光伏组件巡检测试装置，包括如下步骤：

步骤1：上位机通过控制板控制切换板实现在线式组件从所在负载回路断开；

步骤2：上位机控制IV曲线测试板测试断开后的组件的IV曲线；

步骤3：重复步骤1-步骤2，直至所有组件的IV曲线测试完成，实现多块组件的巡检测试。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明采用无电弧放电的直流高压开关替代大功率直流继电器，大大降低了成本，为在线式巡检测试提供了可能；通过切换板实现了自动测试，无须人工进行操作，大大降低测试强度；巡检测试时间控制在2s以内，有效解决测试过程中因外界辐照度、温度变化所引入的偏差；单通道测试不同组件，测试模块的测试精度保持一致；采用计算机自动控制使得测试结果具有复现性；亦为在线监测光伏组件在不同辐照度下的工作情况提供了可能。

附图说明

图1为本发明在线式光伏组件巡检测试装置的整体测试示意图。

图2为本发明在线式光伏组件巡检测试装置中切换板的内部结构示意图。

图3为本发明在线式光伏组件巡检测试装置中切换板继电器控制时序示意图。

图4为本发明在线式光伏组件巡检测试方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明的实例以6个组件为测试对象。

如图1所示，一种在线式光伏组件巡检测试装置，包括用于测试各个组件IV曲线的测试板、切断组件所在负载回路的切换板1-6、控制切换板的控制板、用于测量辐照度及温度的太阳辐照度计、用于控制切换动作和测试命令及显示测试结果的上位机等。

所述的IV曲线测试板采用四线制测量方式，消除因自身引线造成的测试偏差问题。

所述的切换板均为无电弧放电的直流高压开关。所述的切换板均由主继电器、辅助继电器、绝缘栅双极型晶体管组成，每个继电器和绝缘栅双极型晶体管均受控制板控制；由于组件必须在零压或低压状态下进行切换，所有继电器必须在一定的时序逻辑控制下工作，各继电器、绝缘栅双极型晶体管与控制板的单片机IO口相连，各主继电器进行切换前，先将辅路的绝缘栅双极型晶体管导通，确保主继电器在切换时处于零压或低压状态，从而实现了无电弧放电的直流高压开关。

切换板的内部结构如图2所示，根据测试需要，单个切换板的整个测试时序包括3个步骤：①将组件从所在负载回路断开：短路辅助继电器K6闭合，延时16ms,短路辅助绝缘栅双极型晶体管V3闭合，延时2ms,短路主继电器K5闭合，延时16ms，打开短路辅助绝缘栅双极型晶体管V3，延时2ms，打开短路辅助继电器K6，延时16ms，主路辅助继电器K3、K4闭合，延时16ms,主路辅助绝缘栅双极型晶体管V1、V2闭合，延时2ms,主路主继电器K1、K2断开，延时16ms，打开主路辅助绝缘栅双极型晶体管V1、V2，延时2ms，打开主路辅助继电器K3、K4，延时16ms，IV测试回路继电器K7、K8闭合，延时16ms。②延时30ms，IV曲线测试板完成被切断组件的IV曲线测试；③将被测组件接回原先所在负载回路(与步骤1基本相同)：打开IV测试回路继电器K7、K8，延时16ms，主路辅助继电器K3、K4闭合，延时16ms,主路辅助绝缘栅双极型晶体管V1、V2闭合，延时2ms,闭合主路主继电器K1、K2，延时16ms，打开主路辅助绝缘栅双极型晶体管V1、V2，延时2ms，打开主路辅助继电器K3、K4，延时16ms，短路辅助继电器K6闭合，延时16ms,短路辅助绝缘栅双极型晶体管V3闭合，延时2ms,打开短路主继电器K5，延时16ms，打开短路辅助绝缘栅双极型晶体管V3，延时2ms，打开辅助继电器K6，延时16ms。这样就完成一个组件的在线测试。

6个组件的巡检测试时序如图3所示，上位机控制具体的切换和IV曲线测试时序，这样测试板依次测试6块组件的在线IV曲线，并且同步采集IV曲线测试时的辐照度和温度，测试时间可有效控制在2s之内。

6个组件的巡检测试方法如图4所示，上位机通过控制板控制切换板实现在线式组件从所在组串分离，上位机控制测试板测试分离后的组件的IV曲线，并且上位机通过时序依次控制这个流程，实现多块组件的巡检测试。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种在线式光伏组件巡检测试装置，其特征在于：包括IV曲线测试板、若干切换板、控制板、太阳辐照度计以及上位机；

IV曲线测试板，被配置为用于测试组件的IV曲线；

切换板，被配置为用于将组件从负载回路断开，并将其接入IV曲线测试板；

控制板，被配置为用于接收上位机的控制命令及发送切换命令，控制切换板动作；

太阳辐照度计，被配置为用于测量与组件平行的太阳光的太阳辐照度以及太阳能电池背板表面的温度；

上位机，被配置为用于接收IV曲线测试板测试的IV曲线以及太阳辐照度计测量的组件辐照度及温度，并向控制板发送控制命令及发送切换命令，进而控制切换板动作，以及显示测试结果。

2.根据权利要求1所述的在线式光伏组件巡检测试装置，其特征在于：所述IV曲线测试板采用四线制测量方式。

3.根据权利要求1所述的在线式光伏组件巡检测试装置，其特征在于：所述控制板上设置有单片机控制系统。

4.根据权利要求3所述的在线式光伏组件巡检测试装置，其特征在于：所述切换板均为无电弧放电的直流高压开关，其由主继电器、辅助继电器以及绝缘栅双极型晶体管组成，主继电器、辅助继电器以及绝缘栅双极型晶体管均与控制板的单片机I/O口相连。

5.一种在线式光伏组件巡检测试方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的一种在线式光伏组件巡检测试装置，包括如下步骤：

步骤1：上位机通过控制板控制切换板实现在线式组件从所在负载回路断开；

步骤2：上位机控制IV曲线测试板测试断开后的组件的IV曲线；

步骤3：重复步骤1-步骤2，直至所有组件的IV曲线测试完成，实现多块组件的巡检测试。