多通道小型家用逆變器效率檢測系統的製作方法

2023-05-16 02:53:16 2

本實用新型涉及太陽能光伏逆變器測試領域，具體而言，涉及一種多通道小型家用逆變器效率檢測系統。

背景技術：

隨著我國新能源發展迅速，光伏市場迎來爆發期，作為光伏電站的關鍵設備，光伏逆變器市場隨之迎來發展。據相關權威機構預測2016到2020年期間，光伏逆變器將以11％的年增長率增長，到2020年，全球光伏逆變器市場價值將超過71億美元。光伏逆變器是光伏電站的核心設備，其轉換效率直接影響光伏併網發電系統的發電量。因此，光伏電站的投資者、總承包方都非常注重光伏逆變器的轉換效率。根據CGC/GF004:2011《併網光伏發電專用逆變器技術條件》規定，無變壓器型最大轉換效率應不低於96％，含變壓器性逆變器最大轉換效率應不低於94％。而根據工信部2015年發布的《光伏逆變器製造行業規範條件》，含有變壓器的光伏逆變器加權效率不得低於96％，不含變壓器的光伏逆變器加權效率不低於98％(微型逆變器相關指標分別不低於94％和95％)。

近年來，隨著環境汙染和能源危機情況日益嚴重，世界各國都大力發展新能源產業。與常規發電相比，太陽能光伏發電技術有著不可比擬的優勢。而作為光伏利用主要形式的太陽能發電系統更是倍受人們的青睞。

在光伏發電系統中，逆變器是最為重要的組成部分之一，光伏併網逆變器的結構將直接影響系統光電轉換的效率及其他設備的容量選擇與合理配置。如何讓逆變器效率測試變得簡單快捷將是取得行業內的制勝的關鍵。

國內多家第三方檢測認證機構已經按照《中國典型太陽能資源區光伏併網逆變器加權效率測試與評估技術條件》對光伏逆變器展開中國效率的測試認證工作。目前小型家用逆變器越來越多的進入人們的生活中，對小型家用逆變器轉化效率的測試也越來越多。為此，需要開展小型家用逆變器進行快速、有效的檢測方法。本實用新型借鑑國內外在光伏併網逆變器效率測試方法，研究方面已經取得的研究成果及經驗，對光伏併網逆變器的併網性能檢測方法進行研究，開發出一種多通道小型家用逆變器效率檢測技術和測試系統，能夠同時快速開展多種小型家用逆變器效率檢測。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種多通道小型家用逆變器效率檢測系統，其功能完善、測試效率高，特別適合解決第三方檢測機構對小型家用逆變器檢測的效率問題。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種多通道小型家用逆變器效率檢測系統，包括：多通道數據採集單元、直流電源、可編程交流負載；其中，所述多通道數據採集單元的採集接口分別連接待測逆變器的直流輸入埠和交流輸出埠，所述多通道數據採集單元的通訊接口連接上位機控制系統，所述直流電源與所述上位機控制系統連接，所述直流電源的輸出埠與所述待測逆變器的直流輸入埠連接，所述可編程交流負載與所述待測逆變器連接。

可選地，所述多通道數據採集單元包括：功率分析儀、數據記錄儀；所述功率分析儀與所述數據記錄儀分別與所述上位機控制系統連接。

可選地，所述直流電源可提供的最大輸出功率大於或者等於所述待測逆變器最大直流輸入功率的1.5倍，且所述直流電源的輸出電壓與所述待測逆變器的直流輸入電壓的工作範圍相匹配，所述直流電源的輸出電壓的波動小於或者等於5％。

可選地，所述系統還包括：電網接口，所述電網接口與所述待測逆變器的交流輸出埠連接，用於將所述待測逆變器的交流輸出埠與電網連接。

可選地，所述系統還包括：電網模擬器，所述電網模擬器與所述待測逆變器的交流輸出埠連接。

可選地，所述電網模擬器的容量大於所述待測逆變器額定功率的2倍。

可選地，所述直流電源為程控交流/直流轉換電源，所述程控交流/直流轉換電源的輸入埠與電網連接，所述交流/直流轉換電源的輸出埠與所述待測逆變器的直流輸入埠連接。

通過本實用新型，採用的包括：多通道數據採集單元、直流電源、可編程交流負載的多通道小型家用逆變器效率檢測系統，可以通過上位機控制系統控制直流電源，並通過上位機控制系統控制可編程交流負載模擬家用電器設備的工作以及根據不同待測逆變器的額定容量控制可編程交流負載的工作狀態；從而能同時測試出多種不同型號的小型家用逆變器的效率，解決了小型家用逆變器的效率測試效率低的技術問題，達到了節約檢測時間，提高檢測效率的技術效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為根據本實用新型實施例的多通道小型家用逆變器效率檢測系統的結構示意圖。

具體實施方式

下文中將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

在本實施例中提供了一種多通道小型家用逆變器效率檢測系統。如圖1所示，該系統包括：直流電源、待測逆變器、多通道數據採集單元、可編程交流負載。

其中，直流電源的輸出埠通過多路接觸器分別連接至各路待測逆變器。多通道數據採集單元包括功率分析儀和數據記錄儀。多通道數據採集單元檢測小型家用逆變器(本實施例中的待測逆變器)工作過程中的特徵參量並發送給上位機控制系統，上位機控制系統還與顯示單元連接，顯示單元可以實時顯示檢測數據，上位機控制系統控制直流電源和可編程交流負載的電壓或者功率的調節，通過調節直流電源和可編程交流負載來模擬各種運行工況，達到對各路待測逆變器效率檢測的目的。

直流電源作為各路待測逆變器的輸入端，應能至少提供被測小型家用逆變器最大直流輸入功率的1.5倍，且直流電源的輸出電壓與待測逆變器的直流輸入電壓的工作範圍相匹配，試驗期間輸出電壓波動不超過5％，從而模擬電網的變化。待測逆變器的輸出側連接負載電路，負載電路可以包括多種負載，例如可編程交流負載、電網或者電網模擬器，通過多路接觸器來實現不同負載的切換。

多通道數據採集單元是在待測逆變器工作的過程中，利用傳感器等設備測量逆變器工作過程中的特徵參量，通過對比輸入輸出能量，測試逆變器最大轉換效率和逆變效率曲線。本實用新型採用功率分析儀測量輸入輸出側的電壓電流值，用數據記錄儀測量逆變器輸出的軟啟動時間。

上位機控制系統通過數據線連接接口板卡通信，接口板卡連接至多通道數據採集單元中的各檢測儀器，包括功率分析儀、電能質量分析儀、數據記錄儀等。上位機控制系統實時監控各個設備的運行情況。

採用上述檢測系統的檢測方法步驟為：

步驟1，將小型家用逆變器接到多通道數據採集單元中的各檢測儀器的接口上；

步驟2，啟動小型家用逆變器檢測系統，在開始測試時，上位機控制系統控制可編程交流負載模擬實際家用電器設備的工作；

步驟3，在測試過程中，多通道數據採集單元同時採集多個待測逆變器交流輸出埠的輸出功率和直流輸入埠的輸入功率，上位機控制系統根據多通道數據採集單元採集的數據在顯示屏實時顯示；上位機控制系統可控制多通道小型家用逆變器效率檢測系統的通信、數據存儲、功率控制、電壓調節和負載加載等參數設置功能；

步驟4，在進行轉換效率測試過程中，包括最大轉換效率和逆變器效率曲線測試；轉換效率為在規定的測量周期時間內，由逆變器在交流埠輸出的能量與在直流埠輸入的能量的比值。本實施例中逆變器效率測試點的測量負載點包括：5％、10％、15％、20％、25％、30％、50％、75％、100％以及最大轉換效率處和最大功率點處的轉換效率。

步驟5，測試完成後，上位機控制系統分別根據檢測到的多個待測逆變器交流輸出埠的輸出功率和直流輸入埠的輸入功率，分別計算多個待測逆變器的測試效率，並以曲線圖的形式導出試驗報告；

根據CGC/GF004:2011《併網光伏發電專用逆變器技術條件》規定，逆變轉換效率如公式(1)所示：

逆變轉換效率：在規定的測量周期TM時間內，有逆變器在交流埠輸出的能量與在直流埠輸入的能量的比值：

其中，PAC為交流輸出埠的瞬時輸出功率，PDC為直流輸入埠的瞬時輸入功率。

步驟6，上位機控制系統根據試驗報告的處理結果，自動給出檢測是否合格的結論。

綜上所述，本實用新型的各路待測逆變器測試數據通過顯示單元實時顯示，並可自動生成測試報告，相比於傳統的逆變器效率測試，實現了具有同時測試各路逆變器效率具有的設計方法和測試系統，極大提高測試效率。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。