CN215263942U - 一种组串式光伏逆变器效率户外实证测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种组串式光伏逆变器效率户外实证测试装置，其特征在于，包括信号采集装置和多个测试器,所述信号采集装置输入端与光伏组串连接，输出端与所述组串式光伏逆变器连接，并与所述多个测试器通讯连接,其中，所述信号采集装置输入端将光伏组串汇流后，进行信号采集并将采集信号发送至所述多个测试器，通过所述多个测试器对组串式光伏逆变器内每个MPPT进行测试，再通过信号采集装置输出端将电流分别输出到组串式光伏逆变器中的每个MPPT；本实用新型通过将直流霍尔元件安装再霍尔母牌上采集组串式光伏逆变器的电压与电流，有效的实现了同时对多个MPPT的高精度测试。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏逆变器效率测试领域，具体涉及一种组串式光伏逆变器效率户外实证测试装置。
背景技术
1光伏逆变器效率
光伏逆变器效率评价不仅与逆变器本身性能有关，还与逆变器使用地区辐照资源相关。欧美等发达国家已经制定相关技术标准或法规，如EN50530-2010《Overallefficiency of grid connected photovoltaic inverters》推出欧洲效率加权和加州效率加权，即在实验室内通过调节模拟直流源，使逆变器直流侧工作在不同输出功率点下，进而得到不同输出功率点下的逆变器的发电效率，在根据其功率点配以相对应的加权系数，通过各功率点效率乘以相应加权系数后求和，即可综合评价光伏逆变器发电效率。
在光伏逆变器实际运行中，逆变器直流侧与光伏阵列直接相连，光伏阵列受现场光照、气温等自然环境影响，无法如实验室那样对逆变器直流输入功率进行精确控制，但是，光伏逆变器户外运行效率可以更加真实的反应逆变器运行情况，因此，有必要对逆变器户外运行效率开展实证测试与评价。
2组串式光伏逆变器
组串式逆变器的优点在于其不受组串间模块差异和阴影遮挡的影响，减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量。
在组串式逆变器中，为了有效应对组串间不一致性和阴影遮挡的影响，通常在直流侧无外部汇流，在逆变器内部采用多路MPPT模块，同时，逆变器在全天运行过程中，其电流变化范围也较大。
为了准确反映逆变器真实运行情况，需要对逆变器内每一路MPPT模块输入电压、电流、功率等分别单独进行测试，再在测试上位机内部对测试的结果进行处理。
3光伏组件、光伏组串、光伏阵列
在光伏系统中，光伏组件是光伏系统发电的最小单位，其作用是将太阳光转化成直流电，实现发电。
相同型号的光伏组件通过串联，形成光伏组串，相较于光伏组件而言，光伏组串输出电压为各光伏组件电压之和，光伏组串输出电流与组串内各光伏组件中最大电流相同。
相同结构的光伏组串通过并联，形成光伏阵列，相较于光伏组串而言，光伏阵列输出电流为各光伏组串电流之和，光伏阵列输出电压与光伏组串中最大电压相同。
受光伏组件自身特性影响，光伏阵列对外输出P-V曲线为一条单峰曲线，其功率最大值成为最大功率(Maximum Power Point，简称MPP)当光伏阵列中的光伏组件或光伏组串受到阴影遮挡时，其对外输出P-V曲线将呈现多个峰值。
4MPPT
最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，简称MPPT)系统是一种光伏逆变器根据自身算法来跟踪光伏阵列直流侧输出最大功率点，使其达到最大出力，以实现光伏系统发电的最大利用。
为了进一步提升光伏系统在光伏阵列受到阴影遮挡时的，在组串式逆变器中通常采用多路MPPT模块，将一个光伏阵列内的若干光伏组串接入至一个MPPT模块，进行最大出力点跟踪。
5逆变器户外实证测试
光伏逆变器效率实验室测试，仅能测试逆变器在固定功率点下MPPT跟踪效率以及最大效率。在逆变器现场运行过程中，受现场气候环境、阵列设计等影响，逆变器实验室效率测试评价结果不能够全面反映其在实际运行环境下的性能，因此需要设计光伏逆变器效率户外实证测试设备，对逆变器效率进行长期高精度实证测试。
实用新型内容
针对现有技术无法对组串式光伏逆变器高精度测试，本实用新型提供了一种组串式光伏逆变器效率户外实证测试装置，包括信号采集装置和多个测试器；
所述信号采集装置输入端与光伏组串连接，输出端与所述组串式光伏逆变器连接，并与所述多个测试器通讯连接；
其中，所述信号采集装置输入端将光伏组串汇流后，进行信号采集并将采集信号发送至所述多个测试器，通过所述多个测试器对组串式光伏逆变器内每个MPPT进行测试，再通过信号采集装置输出端将电流分别输出到组串式光伏逆变器中的每个MPPT。
优选的，所述信号采集装置包括汇流母牌和直流霍尔元件；
所述直流霍尔元件设置在所述汇流母牌上；
所述直流霍尔元件与所述多个测试器通讯连接；
汇流母牌输入端与所述光伏组串连接，输出端与所述组串式光伏逆变器连接。
优选的，所述测试装置的数量与所述组串式光伏逆变器中MPPT元件数量相同且一一对应。
优选的，还包括信号调理装置：
所述信号调理装置和所述直流霍尔元件连接，与所述测试器通讯连接；
所述信号调理装置对收到的电流和电压信号进行调整并发送到每个所述测试器。
优选的，还包括分流器，所述直流霍尔元件与所述信号调理装置通过分流器连接。
优选的，所述分流器的数量与所述测试器的数量相同。
优选的，还包括连接件，所述数据采集装置与光伏组串、组串式光伏逆变器通过所述连接件连接。
优选的，所述连接件包括光伏线缆和MC4连接头，所述光伏线缆与所述MC4连接头连接；
所述光伏组串和所述数据采集装置的输出端连接光伏线缆，所述组串式逆变器和所述数据采集装置的输入端连接所述MC4连接头。
优选的，所述连接件的数量由所述组串式光伏逆变器中的MPPT数量确定。
优选的，还包括电源，所述电源与所述直流霍尔元件连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1、本实用新型提供了一种组串式光伏逆变器效率户外实证测试装置，其特征在于，包括信号采集装置和多个测试器,所述信号采集装置输入端与光伏组串连接，输出端与所述组串式光伏逆变器连接，并与所述多个测试器通讯连接,其中，所述信号采集装置输入端将光伏组串汇流后，进行信号采集并将采集信号发送至所述多个测试器，通过所述多个测试器对组串式光伏逆变器内每个MPPT进行测试，再通过信号采集装置输出端将电流分别输出到组串式光伏逆变器中的每个MPPT；本实用新型通过信号采集装置汇流后，发送给多个测试器，多个测试器测试多个MPPT，预先的实现了同时对多个MPPT检测。
2、本实用新型通过霍尔母牌对光伏组串输出的电流进行汇流，并通过电流对组串式光伏逆变器进行高精度测试。
附图说明
图1为本实用新型的直流测试单元原理图；
图2为本实用新型的直流测试箱结构图；
图3为本实用新型的直流测试箱输入侧示意图；
图4为本实用新型的直流测试箱输出侧示意图；
图5为本实用新型的直流测试箱测试信号输出示意图；
图6为本实用新型的交流测试单元原理图；
图7为本实用新型的交流测试箱结构图；
图8为本实用新型的交流测试箱输入侧示意图；
图9为本实用新型的交流测试箱输出侧示意图；
图10为本实用新型的交流测试箱测试信号输出示意图；
图11为本实用新型的现场实际测试结果。
具体实施方式
结合附图对本实用新型的实施例作进一步的说明。
实施例1
本实用新型提供了一种组串式光伏逆变器效率户外实证测试装置，包括信号采集装置和多个测试器；
信号采集装置输入端与光伏组串连接，输出端与组串式光伏逆变器连接，并与多个测试器通讯连接；
其中，信号采集装置输入端将光伏组串汇流后，进行信号采集并将采集信号发送至多个测试器，通过多个测试器对组串式光伏逆变器内每个MPPT进行测试，再通过信号采集装置输出端将电流分别输出到组串式光伏逆变器中的每个MPPT。
信号采集装置包括汇流母牌和直流霍尔元件；
直流霍尔元件设置在汇流母牌上；
直流霍尔元件与多个测试器通讯连接；
汇流母牌输入端与光伏组串连接，输出端与组串式光伏逆变器连接。
测试装置的数量与组串式光伏逆变器中MPPT元件数量相同且一一对应。
还包括信号调理装置：
信号调理装置和直流霍尔元件连接，与测试器通讯连接；
信号调理装置对收到的电流和电压信号进行调整并发送到每个测试器。
还包括分流器，直流霍尔元件与信号调理装置通过分流器连接。
分流器的数量与测试器的数量相同。
还包括连接件，数据采集装置与光伏组串、组串式光伏逆变器通过连接件连接。
连接件包括光伏线缆和MC4连接头，光伏线缆与MC4连接头连接；
光伏组串和数据采集装置的输出端连接光伏线缆，组串式逆变器和数据采集装置的输入端连接MC4连接头。
连接件的数量由组串式光伏逆变器中的MPPT数量确定。
还包括电源，电源与直流霍尔元件连接。
实施例2
本专利公开了一种组串式光伏逆变器效率户外实证测试装置，装置结构以及使用方法如下所述：
1、针对组串式光伏逆变器内每一个MPPT模块，设计相应直流测试单元，其原理结合图1。
2、在直流测试单元内，首先利用MC4连接头将预备接入组串式光伏逆变器MPPT模块的所有光伏组串进行汇流，与直流测试单元输入端汇流母牌相连。
3、在汇流母牌上提前预装无开口的直流霍尔元件，采集该模块的所有直流电流信号，通过分流器，将该电流信号传输至信号调理模块。
4、直接在直流霍尔母牌上进行电压信号采集，并将电压信号传输至信号调理模块中。
5、在输出端汇流母牌处，采用光伏线缆与MC4连接头按照输入光伏组串数量进行分流，将分流后的各路接入组串式光伏逆变器相应MPPT模块输入侧。
6、根据组串式光伏逆变器中MPPT数量，将相应数量的直流测试单元集中安装在一起，形成直流测试箱，测试箱结构结合图2。为直流测试箱加装电源模块以及信号调理模块。电源模块为各测试单元的直流霍尔元件进行供电，信号调理模块将电流信号及电压信号进行调理后，提升信号质量以传输至数据采集系统。
7、结合图3，红色点代表光伏组串正极输入，黑色点代表光伏组串负极输入，对于每一个MPPT模块而言，各光伏组串可共负极点。
8、结合图4，红色点代表光伏组串正极输出，黑色点代表光伏组串负极输出，对于每一个MPPT模块而言，各光伏组串可共负极点。
9、结合图5，经调理模块调理后的电压信号与电流信号输出至数据采集系统中，实现组串式光伏逆变器直流侧数据采集。
结合图6和图7，交流测试装置原理与本发明的直流测试装置相同。
10、针对组串式光伏逆变器交流侧，设计相应交流测试单元，以组串式逆变器交流输出A相为例来说明。
11、首先将A相输出线缆，接入交流测试单元母牌上。
12、在母牌上预装闭合交流霍尔元件，采集A相上电流，经分流器分流后，传输至信号调理模块。
13、在母牌上直接采集电压信号，并将其接入信号调理模块。
14、将3个交流测试单元集中安装在一起，形成交流测试箱，测试箱结构如附图7所示。为交流测试箱加装电源模块以及信号调理模块。电源模块为各测试单元的交流霍尔元件进行供电，信号调理模块将电流信号及电压信号进行调理后，提升信号质量以传输至数据采集系统。
15、结合图8，可接入组串式光伏逆变器交流侧A相、B相、C相线缆。
16、结合图9，将红色点代表光伏组串正极输出，黑色点代表光伏组串负极输出，对于每一个MPPT模块而言，各光伏组串可共负极点。
17、结合图10和图11，经调理模块调理后的电压信号与电流信号输出至数据采集系统中，实现组串式光伏逆变器交流侧数据采集。
以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种组串式光伏逆变器效率户外实证测试装置，其特征在于，包括信号采集装置和多个测试器；
所述信号采集装置输入端与光伏组串连接，输出端与所述组串式光伏逆变器连接，并与所述多个测试器通讯连接；
其中，所述信号采集装置输入端将光伏组串汇流后，进行信号采集并将采集信号发送至所述多个测试器，通过所述多个测试器对组串式光伏逆变器内每个MPPT进行测试，再通过信号采集装置输出端将电流分别输出到组串式光伏逆变器中的每个MPPT。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号采集装置包括汇流母牌和直流霍尔元件；
所述直流霍尔元件设置在所述汇流母牌上；
所述直流霍尔元件与所述多个测试器通讯连接；
汇流母牌输入端与所述光伏组串连接，输出端与所述组串式光伏逆变器连接。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述测试装置的数量与所述组串式光伏逆变器中MPPT元件数量相同且一一对应。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括信号调理装置：
所述信号调理装置和所述直流霍尔元件连接，与所述测试器通讯连接；
所述信号调理装置对收到的电流和电压信号进行调整并发送到每个所述测试器。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括分流器，所述直流霍尔元件与所述信号调理装置通过分流器连接。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分流器的数量与所述测试器的数量相同。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括连接件，所述信号采集装置与光伏组串、组串式光伏逆变器通过所述连接件连接。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述连接件包括光伏线缆和MC4连接头，所述光伏线缆与所述MC4连接头连接；
所述光伏组串和所述信号采集装置的输出端连接光伏线缆，所述组串式光伏逆变器和所述信号采集装置的输入端连接所述MC4连接头。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述连接件的数量由所述组串式光伏逆变器中的MPPT数量确定。
10.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括电源，所述电源与所述直流霍尔元件连接。
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