CN109150099A - 一种光伏优化器可靠性评估装置 - Google Patents
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Abstract
一种光伏优化器可靠性评估装置，包括控制整个装置运行的测试模块和保护模块，所述测试模块包括：电源模块，用于控制电源的开启与关断；温度循环模块，用于控制环境箱进行若干个温度循环，所述光伏优化器放置在所述环境箱中；功率设定模块，用于控制所述光伏优化器分别在0％额定功率、50％额定功率和100％额定功率三种工作模式下运行；检查分析模块，用于对所述光伏优化器进行全面检查并分析检查结果，判断所述光伏优化器是否出现失效现象；控制模块，用于向电源模块、温度循环模块和功率设定模块发出指令。本发明提高了光伏优化器可靠性评估结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及光伏领域，尤其涉及一种光伏优化器可靠性评估装置。
背景技术
光伏优化器能够优化每块光伏组件的输出功率，为每一个光伏组件独立执行最大功率点追踪(MPPT)，是光伏发电优化系统中的关键设备。它具有最大能量采集转换功能，数据采集功能和通讯功能。适合在不同规模的并网光伏发电系统中应用。
作为一款室外安装的光伏器件，优化器的可靠性对于光伏电站的长期运行稳定尤为重要。区别于组件的接线盒，优化器的主要优点在于具有最大功率点追踪功能，保证组件最高效的功率输出。对于优化器的评估，不光要评估材料的长期老化性能与产品安规性能，还需确保在其在长期恶劣环境工况下，仍然具备完整的功能。
在优化器中，升压-降压电路作为一个执行电路，其通常工作在较大的功率条件下，因此对于优化器的长期可靠性测试，此电路是一个评估的重点。本发明提供了一种模拟测试方法，尽可能真实的模拟优化器的现实工作环境，以期对优化器的各部分电路进行全面的可靠性评估。
因此，有必要设计一种光伏优化器可靠性评估装置以解决上述问题
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简便，评估准确的光伏优化器可靠性评估装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种光伏优化器可靠性评估装置，包括控制整个装置运行的测试模块和保护模块，所述测试模块包括：
电源模块，用于控制电源的开启与关断；
温度循环模块，用于控制环境箱进行若干个温度循环，所述光伏优化器放置在所述环境箱中；
功率设定模块，用于控制所述光伏优化器分别在0％额定功率、50％额定功率和100％额定功率三种工作模式下运行；
检查分析模块，用于对所述光伏优化器进行全面检查并分析检查结果，判断所述光伏优化器是否出现失效现象；
控制模块，用于向电源模块、温度循环模块和功率设定模块发出指令。
作为本发明进一步改进的技术方案，还包括数据传输模块，用于将所述检查分析模块的测试结果传输给所述控制模块，为所述控制模块提供下达指令的数据依据。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述温度循环模块将每个温度循环控制在-40℃到+85℃之间。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述温度循环模块将所述环境箱的温度变化率控制在100℃/h以内。
作为本发明进一步改进的技术方案，每个温度循环的最高温度保持时间不少于10min。
作为本发明进一步改进的技术方案，每个温度循环的最低温度保持时间不少于10min。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述温度循环模块将所述每个温度循环的总时间控制在不超过6h。
作为本发明进一步改进的技术方案，在每个温度循环的过程中，所述功率设定模块控制所述光伏优化器在一种工作模式下运行。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述环境箱至少完成200个温度循环。
作为本发明进一步改进的技术方案，每三种工作模式为一个工作周期，所述工作周期循环进行。
由以上技术方案可知，本发明通过所述控制模块控制所述电源模块、温度循环模块、功率设定模块、检查分析模块以及数据传输模块之间的相互配合，真实模拟所述优化器的现实工作环境，从而完成对所述光伏优化器可靠性能的评估。从而提高了所述光伏优化器可靠性评估结果的准确性。
附图说明
图1为本发明光伏优化器可靠性评估装置的结构框架图。
图2为图1中控制模块的结构框架图。
图3为本发明光伏优化器可靠性评估装置测试布局图。
图4为本发明光伏优化器可靠性评估装置测试温度循环加载图。
附图标记：1-测试模块；11-电源模块；12-温度循环模块；13-功率设定模块；14-检查分析模块；15-控制模块；16-数据传输模块；2-保护模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，为本发明光伏优化器可靠性评估装置的结构框架图。所述光伏优化器可靠性评估装置包括控制整个装置运行的测试模块1和保护模块2。
以下将结合图2至图4对测试模块进行详细描述。
所述测试模块1包括：电源模块11、温度循环模块12、功率设定模块13、检查分析模块14、控制模块15以及数据传输模块16。
所述电源模块11，用以控制电源的开启与关断，在本实施方式中所述光伏优化器可靠性评估装置中使用的是直流电源。
所述温度循环模块12，用于控制环境箱进行若干个温度循环，每个温度循环的温度范围为-40℃到+85℃，同时每个所述温度循环中的最高温度保持时间和最低温度保持时间均不少于10min，所述环境箱的温度变化率不超过100℃/h，运行每个温度循环的总时间不超过6h。
在本实施方式中，所述环境箱至少进行200次温度循环。
功率设定模块13，用于控制所述光伏优化器分别在0％额定功率、50％额定功率和100％额定功率三种工作模式下运行。所述光伏优化器在每种工作模式下运行的时间与每个所述温度循环的总时间相同。换言之，在每个温度循环的过程中，所述功率设定模块13控制所述光伏优化器在一种工作模式下运行。
检查分析模块14，用于对所述光伏优化器进行全面检查以及分析检查结果，判断所述光伏优化器是否出现失效现象。
控制模块15，用于向电源模块11、温度循环模块12和功率设定模块13发出指令。如果所述检查分析模块14判断所述光伏优化器出现失效现象，则所述控制模块15发出停止指令。如果所述检查分析模块14判断所述光伏优化器没有出现失效现象，则继续进行测试。
数据传输模块16，用于将所述检查分析模块14的测试结果传输给所述控制模块15，为所述控制模块15提供下达下一步指令的数据依据。如果所述检查分析模块14判断得出所述光伏优化器出现了失效现象，经过所述数据传输模块16传输给所述控制模块15后，所述控制模块15控制所述电源模块11关断电源，同时控制所述温度循环模块12停止温度循环；如果所述检查分析模块14判断得出所述光伏优化器未出现失效现象，经过所述数据传输模块16传输给所述控制模块15后，所述控制模块15控制所述温度循环模块12和所述功率设定模块13继续按照预定功能进行测试，直到所述检查分析模块14判断得出所述光伏优化器出现失效现象为止。
请参图3所示，所述保护模块2是由电阻R1和电阻R2串联连接而构成的保护电路，该保护电路为稳压限流保护电路，可以防止所述光伏优化器的能量倒灌对直流电源造成冲击，起到保护直流电源的作用，同时使输入到所述光伏优化器的电压电流不产生突变。
图3所示为本发明提供的光伏优化器可靠性评估测试布局图，包括提供电源的直流电源、电阻R1和电阻R2、提供温度转换的环境箱、光伏优化器、开关和负载；所述光伏优化器放置于所述环境箱内，所述电阻R1和所述电阻R2串联构成稳流限压保护电路，所述电阻R2和所述光伏优化器并联。所述光伏优化器的接口PV+和PV-两端接入所述负载，所述负载为线性负载，调节所述线性负载至光伏优化器达到额定功率。所述环境箱可调控环境箱内的温度，使环境箱内的温度保持恒定或者变化。
如图4所示为本发明光伏优化器可靠性评估方法温度循环加载图，所述光伏优化器可靠性评估装置的测试步骤为：S1，选取两件同批次所述光伏优化器分为2组分别放入环境箱中；S2，对所述光伏优化器进行额定功率设置，额定功率设置为0％额定功率、50％额定功率和100％额定功率，每一个额定功率进行一个温度循环，温度循环的范围为-40℃～+85℃，每个温度循环的时间不超过6h；S3，先进行200个温度循环测试，测试完成之后对所述光伏优化器的功能进行全面检查，如果测试的所述光伏优化器出现失效现象即停止测试；S4，如果S3中所述光伏优化器没有出现失效现象，则继续对所述光伏优化器进行温度循环测试，后期每次进行100个温度循环测试之后对所述光伏优化器的功能进行全面检查，直到所述光伏优化器出现失效现象，停止温度循环测试。
在本实施方式中，环境箱的温度变化率不超过100℃/h，在-40℃和+85℃时分别保持时间不少于10min。
在本实施方式中，先期选取200个温度循环是一般的光伏优化器必须要满足的标准测试要求，经过200个温度循环之后，出现损坏的可能性很大，所以先期选取200个温度循环测试之后对所述光伏优化器进行全面检查，后期选取100个温度循环测试之后再对所述光伏优化器进行全面检查。
温度循环条件对所述光伏优化器具有加速老化的作用，每个阶段测试之后都要检查所述光伏优化器的主要功能，温度循环次数越多，对所述光伏优化器造成的老化效果越大，经过温度循环测试次数越多的光伏优化器，若同时还保持功能完整，则证明该光伏优化器可靠性越好。
需要说明的是，所述光伏优化器可靠性测试是一个长期的项目，在所述光伏优化器进行三种工作模式切换时，只要完成一个循环就可以停止，任意模式下都可以停止测试，因此，对于选取200个温度循环测试之后即停止测试并进行功能全面检查，而没有完成所述光伏优化器的三种工作模式，是没有影响的。
综上所述，本发明通过所述测试模块控制所述电源模块、所述温度循环模块、所述功率设定模块、所述检查分析模块以及所述数据传输模块之间的相互配合，结合所述光伏优化器的工作模式以及使用所述环境箱模拟所述光伏优化器的现实工作环境，从而完成对所述光伏优化器可靠性能的评估，从而提高了所述光伏优化器可靠性评估结果的准确性。
本文使用的例如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个特征相对于另一个特征的关系。可以理解，根据产品摆放位置的不同，空间相对位置的术语可以旨在包括除了图中所示方位以外的不同方位，并不应当理解为对权利要求的限制。另外，本文使用的描述词“水平”并非完全等同于沿着垂直于重力方向，允许有一定角度的倾斜。
另外，以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种光伏优化器可靠性评估装置，包括控制整个装置运行的测试模块和保护模块，其特征在于，所述测试模块包括：
电源模块，用于控制电源的开启与关断；
温度循环模块，用于控制环境箱进行若干个温度循环，所述光伏优化器放置在所述环境箱中；
功率设定模块，用于控制所述光伏优化器分别在0％额定功率、50％额定功率和100％额定功率三种工作模式下运行；
检查分析模块，用于对所述光伏优化器进行全面检查并分析检查结果，判断所述光伏优化器是否出现失效现象；
控制模块，用于向电源模块、温度循环模块和功率设定模块发出指令。
2.如权利要求1所述的光伏优化器可靠性评估装置，其特征在于：还包括数据传输模块，用于将所述检查分析模块的测试结果传输给所述控制模块，为所述控制模块提供下达指令的数据依据。
3.如权利要求1所述的光伏优化器可靠性评估装置，其特征在于：所述温度循环模块将每个温度循环控制在-40℃到+85℃之间。
4.如权利要求1所述的光伏优化器可靠性评估装置，其特征在于：所述温度循环模块将所述环境箱的温度变化率控制在100℃/h以内。
5.如权利要求3所述的光伏优化器可靠性评估装置，其特征在于：每个温度循环的最高温度保持时间不少于10min。
6.如权利要求3所述的光伏优化器可靠性评估装置，其特征在于：每个温度循环的最低温度保持时间不少于10min。
7.如权利要求3所述的光伏优化器可靠性评估装置，其特征在于：所述温度循环模块将所述每个温度循环的总时间控制在不超过6h。
8.如权利要求1～7任一项所述的光伏优化器可靠性评估装置，其特征在于：在每个温度循环的过程中，所述功率设定模块控制所述光伏优化器在一种工作模式下运行。
9.如权利要求1所述的光伏优化器可靠性评估装置，其特征在于：所述环境箱至少完成200个温度循环。
10.如权利要求1所述的光伏优化器可靠性评估装置，其特征在于：每三种工作模式为一个工作周期，所述工作周期循环进行。
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