本发明专利技术涉及一种大功率光伏逆变器额定功率下的温升和效率测试系统及方法，该系统包括有大功率光伏逆变器、外接测试电路和控制主机，测试电路连接于电网和逆变器之间，控制主机分别与逆变器的公共直流母线、电流传感器、温度传感器和逆变器的输出端相连，采集并计算相应数据；该系统的测试方法是在控制主机内安装信号采集模块、数学运算模块、驱动输出模块、人机接口模块，数学运算模块通过采集到的信息，经运算生成六路脉冲信号，再经驱动输出模块控制逆变器的功率单元，得出计算结果，该系统电路简单，方法稳定，测试耗能少。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电器产品试验领域 ，具体涉及的是。
技术介绍
作为光伏并网电站的核心部件一并网型光伏逆变器的相关技术研究近年来已经成为国内外光伏领域研究的热点问题。由于光伏组件的发电效率有限，所以对于逆变器的效率要求越来越高。在并网电站中使用的逆变器的功率等级主要为125kw、250kw和500kw，中大功率的光伏逆变器的电路结构如图I所示，Pl为光伏逆变器的内部电路结构，其中，BI和B2为三相两电平功率单元，Rl和R2为装置BI和B2内的温度传感器，两套功率单元通过直流母线并联构成Pl的能量变换装置；C1和C2为每套功率单元的滤波单元，分别用于BI和B2的输出滤波；D1为输出变压器，用于将Pl和电网隔离；H1为功率单元BI的电流传感器，H2为功率单元B2的电流传感器，H3为光伏逆变器的总电流传感器。针对这些中大功率的光伏逆变器的额定功率下的效率和损耗测试逐渐成为了主要研究问题。对应的额定功率测试，因为受到试验设备容量、场地和电源容量的限制，很难进行长期额定功率测试，大多采用间接的测试方法。因此研究有效、节能的额定功率测试方法变得非常重要。有效的测试方法不仅在产品的开发阶段利于提高产品性能，同时在产品生产后的出厂实验阶段，能够按照实际工作情况进行满载实验，切实的保证光伏逆变器的效率、损耗以及发热情况，保证产品的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有中大功率光伏逆变器额定功率下效率测试技术的不足，提供，该系统所需测试电路简单，操作方便，测试结果可靠；该方法构思巧妙，步骤易于控制。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种大功率光伏逆变器额定功率下的温升和效率测试系统，它包括被测光伏逆变器P1，其中被测光伏逆变器Pl内的BI和B2为三相两电平功率单元，两套功率单元通过直流母线并联构成Pl的能量变换装置；C1和C2为每套功率单元的滤波单元，分别用于BI和B2的输出滤波；D1为输出变压器，用于将Pl和电网隔离，Hl为功率单元BI的电流传感器，H2为功率单元B2的电流传感器，H3为光伏逆变器的电流传感器；还包括有外部测试电路Fl及逆变器控制主机CU，外部测试电路Fl由预充电接触器Kl与预充电电阻R3串联后并联在交流主接触器K2上，K2连接被测光伏逆变器Pl的三相交流输出端；所述逆变器控制主机CU由信号采集模块、数学运算模块、驱动输出模块、人机接口模块构成，其中数学运算模块包含有用于功率单元BI和B2的两路数学运算模块SI和S2、电网电压锁相环模块S3和效率计算模块S4，该数学运算模块对采集来的数据分别计算；其与外部测试电路Fl及逆变器的连接结构是逆变器控制主机⑶的UDC端子通过高压采集线与BI和B2的公共直流母线相连， 采集直流电压，控制主机CU的UAC端子通过高压采集线与逆变器的输出端相连，采集电网电压，控制主机CU的IBl端子与电流传感器Hl相连，采集BI的电流信号，控制主机CU的 IB2端子与电流传感器H2相连，采集B2的电流信号，控制主机CU的IB3端子与电流传感器H3相连，采集逆变器的总输出电流，控制主机CU的TPl端子与功率单元BI上的温度传感器Rl相连，采集功率单元BI的温度数据，控制主机⑶的TP2端子与功率单元B2上的温度传感器R2相连，采集功率单元B2的温度数据。一种利用权利要求I所述的系统对大功率光伏逆变器额定功率下的温升和效率的测试方法，测试方法的步骤是(I)外部测试电路Fl接入电网后，闭合预充电接触器Kl ；(2)在控制主机中设定逆变器工作在额定功率下的母线电压值为XV，当逆变器控制主机CU的人机接口中显示由信号采集模块的采集端子UDC采集的直流母线电压大于 0. 8XV后，手动闭合外部设备Fl的主接触器K2 ；(3) S2模块通过采集到的B2的三相交流电流值，结合S3模块输入的电网电压幅值及角度，经过运算生成B2的实际电压给定值，由实际电压给定值生成六路脉冲信号，六路脉冲信号经过驱动输出模块控制功率单元B2功率管的开关，直到将直流母线电压达到XV ；(4)当直流母线电压达到XV后，SI模块开始运行，通过采集到的BI的三相交流电流值，结合人机接口模块输入的额定电流值，实现BI的电流软启动，结合S3模块输入的电网电压幅值及角度，生成BI的实际电压给定值，由实际电压给定值生成六路脉冲信号，六路脉冲信号经过驱动输出模块控制BI功率管的开关，直到BI的输出电流达到额定输出电流；(5)功率单元BI输出的电流经过变压器流向功率单元B2，实现能量的环形流动；(6)当功率单元BI的电流达到额定电流后，维持当前状态一个小时，使功率单元达到热稳定；(7)在功率单元达到热稳定后，受测光伏逆变器内位于功率单元上的温度传感器 Rl和R2，通过信号采集模块的TPl和TP2端子采集到控制主机，并经过人机接口模块，显示当前温度；(8)在步骤(6)状态时，通过效率计算模块S4进行效率计算，分别计算功率单元 BI和功率单元B2的有功功率，因为Iql = Iq2 = 0，而且BI和B2的交流电压相同，最后通过效率计算模块S4计算出光伏逆变器的实际效率，并在人机接口中显示实际效率。(9)完成额定功率测试后，通过人机接口将功率单元BI的电流给定ISET设置到 I %，功率单元BI经过给定积分器A5将输出电流逐渐降到I %，功率单元BI和B2停止工作，整个测试过程结束。而且、所述步骤(3)中的运算是将采集到的三相电流经过坐标变换转换为有功电流和无功电流，将无功电流经过比例积分运算调节成0A，将直流母线电压作为反馈信号输入到直流电压调节器，直流电压调节器的目标电压规定为XV，经过比例积分运算，直流电压调节器的输出作为有功电流调节器的目标值，有功电流调节器的反馈值是经过坐标变换得到的有功电流实际值，最后将电流调节器结果、电网电压角度和幅值经过运算得到三相电压给定。而且、所述步骤(4)中的实现BI的电流软启动，首先是将采集到的三相电流经过坐标变换转换为有功电流和无功电流，分别作为有功电流调节器和无功电流调节器的电流反馈输入，其中无功电流调节器的目标值规定为0A，经过比例积分运算，最终将无功电流调节为0A，有功电流目标值设置为额定电流，输入给定积分器，经过积分运算使输出逐渐增力口，从而控制有功电流调节器的目标值输入缓慢增加，实现功率单元BI的电流软启动。而且、所述步骤⑵或(3)或(4)中所述的XV对于不同功率的光伏逆变器，其范围在400V到900V之间。本专利技术的优点及效果是本专利技术能够实现光伏逆变器在额定功率下的温升测试和效率测试，在产品研发和产品出厂实验阶段都具有非常重要的意义，具体优点和效果如下I、本专利技术结合中大功率光伏逆变器本身的结构，只需要简单的测试用接触器和电阻；2、本专利技术只需要将三相交流电网接入测试系统即完成外部接线，该方法对中大功率光伏逆变器进行全功率测试时基本上不消耗电网能量，可在小容量电网完成对装置的大功率测试试验。整个过程除在功率器件和线路上的损耗外，没有其他有功消耗。因此，试验只需从电网取用较少的能量即可使得逆变器输出较大功率，完成测试内容。3、本专利技术可以利用光伏逆变器装置本身的特点实现对装置内的两套功率单元进行自动测试，无需外部过多干预，减少人为操作造成的故障。附图说明图I是本专利技术的电路连接结构原本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：伍丰林，楚子林，郭培健，张超，
申请(专利权)人：天津电气传动设计研究所，天津天传能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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