本发明专利技术公开了一种具有光伏阵列IV测试功能的光伏并网逆变器，由逆变器主电路和系统控制器构成，逆变器主电路采用电压型逆变器，包括单相和三相并网系统，其特征是：在光伏阵列输入端口和滤波电容C1之间设置用于测量光伏阵列输入电流的电流传感器CT1；设置用于测量滤波电容C1端电压的直流母线电压传感器VT1；在光伏阵列的输出端口设置直流断路器K1，光伏阵列的输出总电流经所述直流断路器K1输入光伏并网逆变器、直流母线电压传感器VT1和电流传感器CT1。本发明专利技术适用于常规的并网逆变系统，可以方便对本系统所配光伏阵列的IV特性进行测试，并利用测试数据进行分析和评估系统光伏阵列的特点和发电能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数十千瓦到丽级别的大功率光伏并网逆变装置，更具体地说是一种 具有光伏阵列IV测试功能的光伏并网逆变器及测试方法。
技术介绍
随着太阳能光伏并网发电的迅速发展，规模化的太阳能光伏并网发电是未来的发 展趋势，大型或特大型的光伏并网电站将会越来越多，光伏阵列是光伏发电系统的重要组 成部分，它决定了光伏系统的发电量，同时也占光伏系统成本的主要部分。光伏阵列的发电 量从理论上来说是组成阵列的所有单块太阳电池组件发电量的总和，但在实际中光伏阵列 的发电量却往往大大低于理论设计要求，这是由于太阳能发电所受的制约因数相当多。就 其内部原因，包括单块电池自身特性差异引起的联接组合效率损失，单块电池损坏、电池老 化等等，而外界环境因素则包括阵列的电池的安装、电池板的洁净程度、组合规则等。就是 对于同一块光伏阵列来说，外界环境温度、日照强度、风速、运行时间等外界条件的变化，也 均会引起光伏系统的发电量、系统效率等的变化。这一系列不确定的影响因素会导致理论 设计合理的光伏系统，在实际运行时发电量与设计要求误差较大。因而对于任何的光伏系 统都只能在具体实践中根据安装的实际环境条件确定真正的发电量和系统效率。光伏阵列 的现场测试结果是分析和评价光伏阵列发电效率的重要依据之一。 对于大功率光伏电站光伏阵列的现场测试，需要有专用的测试设备，现场也不方 便操作，现有的测试设备参数难以满足各种电站的需求。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种具有光伏阵列IV测 试功能的光伏并网逆变器及测试方法，在并网逆变器内部实现输入侧光伏阵列IV特性的 测试，为实现现场光伏阵列的IV特性测试提供解决方案，并可用来预估设定条件下的光伏 阵列IV、 PV特性，方便光伏电站系统的发电能力评估，指导光伏逆变器的MPPT最大功率跟 踪方式，提高跟踪效率。 本专利技术解决技术问题采用如下技术方案 本专利技术具有光伏阵列IV测试功能的光伏并网逆变器，由逆变器主电路和系统控 制器构成，所述逆变器主电路采用电压型逆变器，包括单相和三相并网系统，其结构特点 是 在光伏阵列输入端口和滤波电容Cl之间设置用于测量光伏阵列输入电流的电流传感器CT1 ;设置用于测量滤波电容Cl端电压的直流母线电压传感器VT1 ; 在所述光伏阵列的输出端口设置直流断路器Kl ，所述光伏阵列的输出总电流经所述直流断路器Kl输入光伏并网逆变器、直流母线电压传感器VT1和电流传感器CT1。 本专利技术具有光伏阵列IV测试功能的光伏并网逆变器的结构特点也在于 在所述系统控制器中设置电流、电压采样通道及用于保存采样IV数据的RAM数据存贮器，并配套设置显示单元和通讯接口 ；系统控制器在对所述采样IV数据进行滤波处理 后，接入显示器进行显示和/或通过通讯接口进行数据传输。 本专利技术光伏并网逆变器的测试方法的特点是以所述滤波电容C1的端电压处于 光伏阵列开路电压的5%以内为侦测状态，在所述侦测状态下实时观测由所述电流传感器 CT1和直流母线电压传感器VT1所测得的电流、电压的变化，根据所述电流和电压的变化判 断出所述直流断路器K1的闭合时刻和滤波电容C1的充电过程的结束时刻，录取自直流断 路器K1的闭合时刻到滤波电容C1充电过程结束时刻的阶段中电流和电压的变化曲线。 本专利技术光伏并网逆变器的测试方法的特点也可以是设定并网运行时的直流电压 下限值为Vd ;在所述逆变器并网运行时，根据用户指令在直流电压下限值Vd和光伏阵列开路电压的范围内进行光伏阵列的采样iv数据的扫描，获得并网运行状态下的光伏阵列的采样IV数据关系，并以此光伏阵列的PV曲线。 对于光伏阵列的PV曲线为多峰的情况，设置最佳最大功率点MPPT的跟踪搜索范 围在最大的峰值的士50V内。 与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在 1、本专利技术适用于常规的并网逆变系统，可以方便对本系统所配光伏阵列的IV特性进行测试，并利用测试数据进行分析和评估系统光伏阵列的特点和发电能力。 2、本专利技术可以根据现场实测光伏阵列PV峰值特性，用于指导光伏并网逆变器的MPPT跟踪方式，提高发电效率。 3、本专利技术可用于方便地对光伏阵列进行使用寿命和故障的分析。 附图说明 图l为主电路原理图。 图2光伏阵列电容充电过渡过程示意图。 图3光伏阵列的IV和PV示意图。 图4并网在线IV特性扫描测量控制框图。 以下通过具体实施方式，结合附图对本专利技术作进一步说明。具体实施例方式在图1所示的本专利技术系统中，端口 SP和SN为光伏阵列PV的输入端口，K1为直流 断路器，可以位于系统外部或内部，手动或自动均可，U、 V、 W为逆变单元的三相输出端口， CT1为逆变单元的直流母线电流传感器，CI为直流滤波电容，CT1位于光伏阵列PV和滤波 电容CI之间，可以检测PV的输出电流，VT1为直流电压传感器，CT1和VT1选择精密高速的 霍尔传感器，Tl T6为逆变单元中的功率模块IGBT，对于主电路中的其它部件，包括电感 和变压器按常规设置。 在对光伏阵列PV进行测试时，首先需停机，并断开Kl及切断逆变器与电网的连 接，然后等待主电路滤波电容C1的电压逐步自放电下降为合适的低电压。控制系统的供 电必须正常，即电网可以给控制器供电，但并不给主电路供电，在电容电压位于合适的低电 压，比如0伏时，启动系统的IV测试程序，并闭合Kl，针对Kl闭合时刻的不确定性，该程序 始终检测直流电压和电流的变化，一旦发现电流、电压有突变，即认为K1闭合，立即进行数据的采样和存储记录，直至电压和电流稳定(即电流接近O值，而电压几乎不变)时，结束采样并进行采样数据的存储，此时即认为PV对电容的充电过渡过程结束。 在系统采样完成后，对所存数据进行滤波平滑处理，通过本机的串行接口送点阵液晶屏显示，在显示屏上可以标示最大功率点电压和电流值，以及纵横坐标轴及单位(如电压、电流、功率)，其日照强度和结温采用手动输入。点阵式液晶屏可以采用触摸屏，其不仅具有系统运行的监控管理功能，也具有对光伏阵列数据曲线的处理功能，程序设计方便灵活，通过人机界面设置当前太阳电池组件的结温和日照强度，系统可以显示用户所感兴趣的日照强度和结温条件下的预估IV和PV曲线。该光伏阵列的预估功能可以为光伏并网电站的发电能力提供有价值的参考数据。 图2为光伏阵列给电容充电时的电压电流过渡过程示意图。 图3(a)图3(b)分别为根据电压电流采样数据生成的IV和PV曲线示意图。 以上的IV测试过程需要停机，并等待滤波电容C1的放电，这在检修和安装阶段是较为方便的，一般不会影响发电，但如果系统已经处于正常的发电状态，停机测试IV特性则会影响发电生产，对电网也会造成较大的冲击影响，并网发电的同时，在线对IV特性进行测试，可以减少对电网发电的影响，虽然不能在全电压范围对光伏阵列的IV进行测试，但可以在工作电压范围内实现对光伏阵列的IV测试，发现可能存在的PV曲线多峰值或电池板的遮挡、故障和衰减等。 图4为并网在线IV特性扫描测量控制框图，根据系统的光伏阵列工作电压范围， 在接受到IV扫描测试指令时(M/S选择为1时)，结束MPPT跟踪程序，执行SCPV扫描PV程 序，将直流母线的电压指令Vd。*按步进方式给定闭环控制，增加或减少直流电压Vd。，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有光伏阵列Ⅳ测试功能的光伏并网逆变器，由逆变器主电路和系统控制器构成，所述逆变器主电路采用电压型逆变器，包括单相和三相并网系统，其特征是：在光伏阵列输入端口和滤波电容Ｃ１之间设置用于测量光伏阵列输入电流的电流传感器ＣＴ１；设置用于测量滤波电容Ｃ１端电压的直流母线电压传感器ＶＴ１；在所述光伏阵列的输出端口设置直流断路器Ｋ１，所述光伏阵列的输出总电流经所述直流断路器Ｋ１输入光伏并网逆变器、直流母线电压传感器ＶＴ１和电流传感器ＣＴ１。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苏建徽，汪海宁，杜燕，张国荣，茆美琴，刘宁，陈林，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。