CN205910272U - 光伏逆变器测试装置 - Google Patents

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姜明
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Abstract

本实用新型提供一种光伏逆变器测试装置，包括电源模块、开关电路和逻辑控制模块，其中，电源模块和开关电路均与待测光伏逆变器和逻辑控制模块连接；电源模块用于为待测光伏逆变器提供输入电流；开关电路用于控制待测光伏逆变器的电网连接情况；逻辑控制模块用于控制电源模块和开关电路的工作状态。使用上述装置对待测光伏逆变器进行测试时，整个测试过程自动化进行，无需人工手动操作，在提高测试效率的同时也提升了产品质量。

Description

光伏逆变器测试装置
技术领域
本实用新型涉及电子器件测试领域，尤其涉及一种光伏逆变器测试装置。
背景技术
在当今能源短缺的形势下，太阳能光伏发电技术已经成为各国加紧步伐发展的新能源技术，作为光伏发电系统不可缺少的核心部件，光伏逆变器的性能关系到光伏发电系统的供电质量、运行可靠性等，因此，光伏逆变器在出厂之前，需对其进行测试，以保证光伏逆变器符合相关设计标准。
由于光伏逆变器应用工况较难模拟，人力重复测试较为繁琐，目前国内检测手法有限，多数测试局限于出厂前的老化试验，产品存在的潜在失效模式难以暴露，导致光伏逆变器投入市场后，在保修期内故障率较高。
因此亟需一种测试装置来对光伏逆变器的寿命进行自动化测试，提高测试效率。
实用新型内容
本实用新型提供一种光伏逆变器测试装置，用以解决现有技术中对光伏逆变器进行寿命测试时需要人工重复测试，测试效率低下的技术问题。
本实用新型提供一种光伏逆变器测试装置，包括：
电源模块、开关电路和逻辑控制模块，其中，电源模块和开关电路均与待测光伏逆变器和逻辑控制模块连接；
电源模块用于为待测光伏逆变器提供输入电流；
开关电路用于控制待测光伏逆变器的电网连接情况；
逻辑控制模块用于控制电源模块和开关电路的工作状态。
进一步的，电源模块包括相互连接的变压电路和整流滤波电路，其中，整流滤波电路还与待测光伏逆变器的输入端相连。
进一步的，变压电路包括隔离变压器和第一接触器，其中，隔离变压器的初级绕组与电源相连，次级绕组与第一接触器相连形成次级绕组电路，次级绕组电路与整流滤波电路相连。
进一步的，隔离变压器的次级绕组电路有多个，多个次级绕组电路分别与整流滤波电路相连。
进一步的，变压电路还包括与初级绕组连接的熔断器。
进一步的，开关电路包括第二接触器，所述第二接触器与待测光伏逆变器的输出端相连。
进一步的，逻辑控制模块包括可编程逻辑控制器，第一接触器和第二接触器均与可编程逻辑控制器相连。
本实用新型提供的光伏逆变器测试装置，通过电源模块为待测光伏逆变器提供输入电流，通过开关电路控制待测光伏逆变器的电网连接情况，同时利用逻辑控制模块自动控制电源模块和开关电路的工作状态，以此来检验待测光伏逆变器在反复开关机、断网并网工况下的电气性能和器件特性等参数是否符合寿命要求，使用上述装置对待测光伏逆变器进行测试时，整个测试过程自动化进行，无需人工手动操作，在提高测试效率的同时也提升了产品质量。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
图1为本实用新型实施例一提供的光伏逆变器测试装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例二提供的光伏逆变器测试装置的电路结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例一
图1为本实用新型实施例一提供的光伏逆变器测试装置的结构示意图；如图1所示，本实施例提供一种光伏逆变器测试装置1，包括：电源模块11、开关电路12和逻辑控制模块13，其中，电源模块11和开关电路12均与待测光伏逆变器2和逻辑控制模块13连接；电源模块11用于为待测光伏逆变器2提供输入电流；开关电路12用于控制待测光伏逆变器2的电网连接情况；逻辑控制模块13用于控制电源模块11和开关电路12的工作状态。
具体的，电源模块11用于测试时为待测光伏逆变器2提供输入电流，模拟真实日照情况下为待测光伏逆变器2提供直流电的情况，如在模拟日照强度对输入电压高低的变化时，电源模块11为待测光伏逆变器2提供的对应的输入电压为210/425VDC，开关电路12控制待测光伏逆变器2的电网连接情况，如模拟待测光伏逆变器2并网、断网时的工况。逻辑控制模块13控制电源模块11和开关电路12的工作状态，如通过控制电源模块11来控制待测光伏逆变器2的上电情况，通过控制开关电路12来控制待测光伏逆变器2的电网连接情况，从而实现对待测光伏逆变器2的自动化寿命测试。
本实施例提供的光伏逆变器测试装置，利用逻辑控制模块自动控制电源模块和开关电路的工作状态，以此来检验待测光伏逆变器在反复开关机、断网并网工况下的电气性能和器件特性等参数是否符合寿命要求，整个测试过程自动化进行，无需人工手动操作，通过自动化寿命测试暴露故障，分析和审查产品在开发设计、器件选型、及工艺等方面是否存在问题，并采取相应的措施进行规避，在提高测试效率的同时也提升了产品质量。
实施例二
本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。
图2为本实用新型实施例二提供的光伏逆变器测试装置的电路结构示意图；如图2所示，本实施例提供一种光伏逆变器测试装置1，其中，电源模块11包括相互连接的变压电路111和整流滤波电路112，其中，整流滤波电路112还与待测光伏逆变器2的输入端相连。
优选的，变压电路111包括隔离变压器和第一接触器K1，其中，隔离变压器的初级绕组T1与电源相连，次级绕组a与第一接触器K1相连形成次级绕组电路，次级绕组电路与整流滤波电路112相连。变压电路111将电源(即市电)变压为光伏逆变器测试装置1需要的交流电压等级。
优选的，整流滤波电路112由整流桥MDC200-16、缓冲电阻R1、第三接触器K3、电解电容(C1、C2、C3、C4)和均压电阻(R2、R3、R4、R5)组成，作用是把交流电转变为待测光伏逆变器2所需要的稳定直流输入电压。
优选的，隔离变压器的次级绕组电路有多个，多个次级绕组电路分别与整流滤波电路相连。在本实施例中，如图2所示，隔离变压器的次级绕组电路有2个，次级绕组a和次级绕组b，次级绕组a用于提供三相300VAC，次级绕组b用于提供三相150VAC，通过逻辑控制模块13控制第一接触器K1和第一接触器K2的通断来实现150/300VAC交流电压输入的切换。
优选的，变压电路111还包括与初级绕组T1连接的熔断器，实现次级绕组的短路保护。
优选的，开关电路包括第二接触器K4，第二接触器K4与待测光伏逆变器2的输出端相连。逻辑控制模块13通过控制第二接触器K4来模拟待测光伏逆变器2的并网、断网工况。
优选的，逻辑控制模块包括可编程逻辑控制器，第一接触器和第二接触器均与可编程逻辑控制器相连。可编程逻辑控制器通过中间继电器来控制第一接触器和第二接触器所对应线圈电压的通断。
以下对使用上述装置进行寿命测试的过程进行说明。
通过可编程逻辑控制器控制K1和K2，实现150/300VAC交流电压输入切换，此时待测光伏逆变器对应的输入电压为210/425VDC，以模拟日照强度对输入电压高低的变化，通过可编程逻辑控制器控制K4实现并网/断网，以模拟一天时间内待测光伏逆变器并网/断网的工况。
计算环境温度：通过如下公式计算出待测光伏逆变器所处的模拟环境温度：
温度的加速因子由Arrhenius模型计算：
T A F = L n o r m a l L s t r e s s = exp [ E a k × ( 1 T n o r m a l - 1 T s t r e s s ) ] ;
其中，Lnormal为正常应力下的寿命，Lstress为高温下的寿命，Lnormal为室温绝对温度，Lstress为高温下的绝对温度，Ea为失效反应的活化能(eV)，k为Boltzmann常数，8.62×10－5eV/K。
根据Arrhenius推论，对于单应力条件简化的加速系数计算公式为：
但，ΔT＝T-TN
θT＝T-TN
θr＝(T·TN LN2)/B
电子产品的θr经验值为10℃，电子产品在接近常温时，每上升10℃，寿命减少2/3。
参考待测光伏逆变器应用工况，正常工作温度24℃，假定平均日照时间为8小时，按设定8倍加速系数计算，1小时加速试验模拟8小时常温工作对应的试验温度约为50℃。
即在50℃条件下进行加速寿命试验，光伏产品1小时工作时间等效于正常条件下工作1天。按待测光伏逆变器5年质保期计算，其使用时间约为5*365+2＝1827天(最大闰2日)，对应加速寿命试验时间为1827小时。
设置测试条件：50℃恒温，恒压模式并网满载运行；
寿命试验开始时间：2015年4月30日15时30分；
寿命试验结束时间：2015年7月15日17时30分；
合计试验时间：1827小时；
可编程逻辑控制器控制逻辑要求(KM1、KM2、KM3、KM4分别代表接触器K1、K2、K3、K4的线圈；PLC通过24V中间继电器控制线圈电压的通断)：
步骤1，指令控制KM4闭合，2S后控制KM1闭合，3S后控制KM3闭合(并网、上电)；
步骤2，3600S后控制KM4断开，600S后控制KM1断开，3S后控制KM3断开(断网、断电)；
步骤3，延时300S；
步骤4，指令控制KM4闭合，2S后控制KM2闭合,3S后控制KM3闭合(并网、上电)；
步骤5，3600S后控制KM4断开，600S后控制KM2断开，3S后控制KM3断开(断网、断电)；
步骤6，延时300S；
循环执行上述步骤1-步骤6。
按照上述方式进行测试之后，采集到待测光伏逆变器的故障信息如下：
光伏逆变器进行寿命实验时，出现报Input OC故障，实际输入电流未达过流点；光伏逆变器进行寿命实验时，输出电流6A，运行时报GRID OC故障；光伏逆变器进行寿命实验时，出现正常发电报故障的现象。故障指示红灯亮，但逆变器输出电流正常。
根据上述测试结果获得测试结论如下：
在试验时间1827小时内，测试获得的累积问题数量有3个，判定可修程度为故障重启可修复，MTBF＝＝1827/3*24h＝609*24h＝14616h≈1.668Y
通过开展光伏逆变器1827小时的加速寿命试验，暴露了3个可修复的潜在故障，计算出该待测光伏逆变器的平均故障间隔时间为1.668Y，低于产品设计预期5Y的要求，故该待测光伏逆变器不合格，需要注意在测试过程中暴露的问题并进行调整。
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种光伏逆变器测试装置，其特征在于，包括：电源模块、开关电路和逻辑控制模块，其中，电源模块和开关电路均与待测光伏逆变器和逻辑控制模块连接；
电源模块用于为待测光伏逆变器提供输入电流；
开关电路用于控制待测光伏逆变器的电网连接情况；
逻辑控制模块用于控制电源模块和开关电路的工作状态。
2.根据权利要求1所述的光伏逆变器测试装置，其特征在于，电源模块包括相互连接的变压电路和整流滤波电路，其中，整流滤波电路还与待测光伏逆变器的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的光伏逆变器测试装置，其特征在于，变压电路包括隔离变压器和第一接触器，其中，隔离变压器的初级绕组与电源相连，次级绕组与第一接触器相连形成次级绕组电路，次级绕组电路与整流滤波电路相连。
4.根据权利要求3所述的光伏逆变器测试装置，其特征在于，隔离变压器的次级绕组电路有多个，多个次级绕组电路分别与整流滤波电路相连。
5.根据权利要求3或4所述的光伏逆变器测试装置，其特征在于，变压电路还包括与初级绕组连接的熔断器。
6.根据权利要求1-4任一项所述的光伏逆变器测试装置，其特征在于，开关电路包括第二接触器，所述第二接触器与待测光伏逆变器的输出端相连。
7.根据权利要求6所述的光伏逆变器测试装置，其特征在于，逻辑控制模块包括可编程逻辑控制器，第一接触器和第二接触器均与所述可编程逻辑控制器相连。
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