用於光伏併網逆變器測試的電網模擬電封閉測試系統的製作方法
2023-05-13 16:22:01
專利名稱：用於光伏併網逆變器測試的電網模擬電封閉測試系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試系統，特別涉及一種用於光伏併網逆變器測試的電網模擬電封閉測試系統。
背景技術：
在能源日益緊張的今天，人們已經開始使用新能源來逐步代替傳統能源。在太陽能發電領域，光伏併網逆變器的性能檢測和老化技術相對滯後，其功能、性能和可靠性測試還是按耗能方式進行，這對企業和社會資源是極大的浪費，且傳統耗能式檢測和驗證平臺的建立，需要較高投入，對光伏逆變器生產企業、逆變器檢測和認證公司來講，也是較重的負擔。目前的光伏逆變器測試系統主要存在以下亟待解決的問題中大功率段光伏逆變器的測試系統和方案比較單一，性價比低，難以實用化推按照無能量回饋功能的測試系統測試時，特別是老化時能耗大，成本高，對企業供電容量要求也極高；低電壓穿越試驗直接電網短路模擬，成本高，構建複雜，容易造成電網異常，對電網安全不利；直接接電網進行逆變器輸出諧波測試，測試數據差異大，不利於產品批量測試和檢驗；對於逆變器進行flicker測試時，與電網不隔離，測試結果容易受電網幹擾，特別是大容量的逆變器測試，如MW級的逆變器測試。現有的老化測試系統一般有兩種方式直接帶負載老化這種方式實現簡單，但最大的缺點是由於能源直接消耗，浪費巨大，且費用高；回饋電網型這種方式的模擬電網電源能實現能量回饋，達到節能的目的，但需要兩套雙向功率流動的電路，均能工作在整流和逆變狀態，控制系統複雜，參數調節困難，且造價高。
發明內容本實用新型目的就是要提供用於光伏併網逆變器測試的電網模擬電封閉測試系統，能夠可以較低能耗的對光伏併網逆變器的性能進行檢測。本實用新型的技術方案是一種用於光伏併網逆變器測試的電網模擬電封閉測試系統，它包括試驗電源和被測逆變器，所述試驗電源具有交流輸出端和直流輸出端，所述直流輸出端與被測逆變器的輸入端相連，所述被測逆變器的輸出端與試驗電源的交流輸出端相連以構成一閉合循環。進一步的，所述試驗電源包括整流器、逆變電路和緩衝電路，所述整流器具有交流電輸入的輸入端，所述整流器具有兩個輸出端，其第一輸出端與所述逆變電路相連，其第二輸出端與緩衝電路相連。進一步的，所述逆變電路包括用於形成正弦波交流輸出端的逆變器和隔離變壓
ο進一步的，所述逆變器上還連接一數字控制與測量裝置和顯示裝置。進一步的，所述試驗電源具有多個輸出端，所述直流輸出端可以與多個被測逆變器相連。
附圖1為傳統的光伏逆變器測試系統框圖。附圖2為本實用新型的結構原理圖。附圖3為本實用新型中結構示意圖。附圖4為本實用新型中過欠壓、過欠頻、電流諧波和電壓閃爍的測試系統的結構示意圖。附圖5為本實用新型中供低電壓穿越測試系統的結構示意圖。附圖6為本實用新型中低電壓穿越測試系統的輸出波形示意圖。附圖7為本實用新型老化測試系統的原理示意圖。附圖8為本實用新型老化測試系統具有多個輸出端的原理示意圖。
具體實施方式
[0026]
以下結合附圖1-8之一對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特徵能更易於被本領域的技術人員理解，從而對本實用新型的保護範圍作出更為清楚明確的界定。如附圖1所示，目前的傳統光伏逆變器測試系統基本結構需要模擬直流源、模擬電網電源以及耗能式負載三套系統完成產品性能、低電壓穿越和老化測試。如果為了節約能源，模擬電網電源還需要使用回饋電網功能電路和模塊。本實用新型所描述的試驗電源測試系統，將上述三部分系統基本功能集合在一起，簡化了測試系統的配置，使用簡單方便，能耗更低，具體實現如下所述。如附圖2所示，一種用於光伏併網逆變器測試的電網模擬電封閉測試系統，它包括試驗電源和被測逆變器，所述試驗電源具有交流輸出端和直流輸出端，所述直流輸出端與被測逆變器的輸入端相連，所述被測逆變器的輸出端與試驗電源的交流輸出端相連以構成一閉合循環。本實用新型中試驗電源的直流輸出端，作為被測逆變器的直流輸入供電，被測逆變器的輸出與模擬電網電源的輸出並接，構成了一個電能量閉環循環系統。模擬電網電源逆變器工作在逆變和整流雙向模式，90%以上能量在測試系統內部循環，整個測試系統只有不到10%的實際能量消耗。不但節約了能源消耗，又降低了用戶端配電容量要求。如附圖3所示，本實施例中，試驗電源還包括整流器、逆變電路和緩衝電路，整流器具有交流電輸入的輸入端，整流器具有兩個輸出端，其第一輸出端與所述逆變電路相連， 其第二輸出端與緩衝電路相連。[0032]逆變電路包括用於形成正弦波交流輸出端的逆變器和隔離變壓器。逆變器上還連接一數字控制與測量裝置和顯示裝置。交流電輸入經整流器濾波後得到穩定的高壓直流電。一路直流電流向逆變電路， 逆變電路由FPGA+DSP產生SP麗數字控制信號，驅動電路驅動IGBT生成高頻的正弦波信號，經隔離變壓器濾波輸出形成交流輸出端。另一路引出接緩衝電路，緩衝電路能夠減小被測逆變器的衝擊，緩衝電路的輸出端與被測逆變電路的輸入端相連，被測逆變電路的輸出端與試驗電源的交流輸出端相連，形成一個閉合循環。在測試過程中，試驗電源的逆變主電路的能量流向為從直流母線引出，經緩衝至光伏逆變器，光伏逆變器逆變輸出與模擬電網電源輸出並接，經逆變主電路整流回到直流母線，實現整個系統的電能量內部循環，達到性能測試和老化測試目的。如附圖4所示，本實用新型適用於過欠壓、過欠頻、電流諧波和電壓閃爍的測試系統，它包括試驗電源、被測逆變器、阻抗系統和測量系統，試驗電源具有交流輸出端和直流輸出端，所述直流輸出端與被測逆變器的輸入端相連，所述被測逆變器的輸出端和試驗電源的交流輸出端都與所述阻抗系統和測量系統相連以構成一閉合循環。如附圖5所示，本實用新型適用於低電壓穿越測試系統，它包括試驗電源和被測逆變器，試驗電源具有交流輸出端和直流輸出端，直流輸出端與被測逆變器的輸入端相連， 被測逆變器的輸出端與試驗電源的交流輸出端相連共同對外輸出一個波形電壓，如附圖6 所示，波形電壓的初始值為VI，跌落至跌落點電壓V2，在跌落維持時間dt時間段內維持在跌落點電壓V2，在上升時間tl時間段內呈線性上升至恢復點電壓V3。—種供過欠壓、過欠頻、電流諧波和電壓閃爍用的測試系統和一種供低電壓穿越測試系統進行測試時，光伏逆變器輸入端的能量絕大部分是在從交流到直流，再從直流到交流的電能量閉環系統內流動，系統損耗只是各個部件的內阻損耗，因而可以實現節能的目的，模擬電網電源的輸入整流容量可以設計較小，實現小馬拉大車的優越性能，也降低了測試系統對電網容量的依賴，同時模擬電網電源具有FPGA+DDS+DSP+MCU架構，可以數位化編程的模擬交流電源特性，非常方便地實現國內外各種電網的電壓、頻率規格，也滿足不同國家規定的低電壓穿越測試要求。如附圖7所示，一種老化測試系統，它包括試驗電源和被測逆變器，所述試驗電源具有交流輸出端和直流輸出端，所述直流輸出端與被測逆變器的輸入端相連，所述被測逆變器的輸出端與試驗電源的交流輸出端相連以構成一閉合循環。整個測試系統利用電封閉的特點，內部構成能量循環，能量回收高達90%以上。實現簡單，可靠性高。試驗電源具有多個輸出端，所述直流輸出端可以與多個被測逆變器相連。被測逆變器為被測單相逆變器，試驗電源具有三個交流輸出端，被測單相逆變器與其中的一個相連。如附圖8所示，被測逆變器為被測三相逆變器，試驗電源具有三個交流輸出端，被測三相逆變器與其中的三個都相連。以上對本發明的特定實施例結合圖示進行了說明，但本發明的保護內容不僅僅限定於以上實施例，在本發明的所屬技術領域中，只要掌握通常知識，就可以在其技術要旨範圍內，進行多種多樣的變更。
權利要求1.一種用於光伏併網逆變器測試的電網模擬電封閉測試系統，其特徵在於它包括試驗電源和被測逆變器，所述試驗電源具有交流輸出端和直流輸出端，所述直流輸出端與被測逆變器的輸入端相連，所述被測逆變器的輸出端與試驗電源的交流輸出端相連以構成一閉合循環。
2.根據權利要求1所述的測試系統，其特徵在於所述試驗電源包括整流器、逆變電路和緩衝電路，所述整流器具有交流電輸入的輸入端，所述整流器具有兩個輸出端，其第一輸出端與所述逆變電路相連，其第二輸出端與緩衝電路相連。
3.根據權利要求2所述的測試系統，其特徵在於所述逆變電路包括用於形成正弦波交流輸出端的逆變器和隔離變壓器。
4.根據權利要求3所述的測試系統，其特徵在於所述逆變器上還連接一數字控制與測量裝置和顯示裝置。
5.根據權利要求1所述的測試系統，其特徵在於所述試驗電源具有多個交流輸出端， 所述直流輸出端可以與多個被測逆變器相連。
專利摘要本實用新型公開了一種用於光伏併網逆變器測試的電網模擬電封閉測試系統，它包括試驗電源和被測逆變器，所述試驗電源具有交流輸出端和直流輸出端，所述直流輸出端與被測逆變器的輸入端相連，所述被測逆變器的輸出端與試驗電源的交流輸出端相連以構成一閉合循環。所述試驗電源包括整流器、逆變電路和緩衝電路，所述整流器具有交流電輸入的輸入端，所述整流器具有兩個輸出端，其第一輸出端與所述逆變電路相連，其第二輸出端與緩衝電路相連。本實用新型採用以上結構，能夠可以較低能耗的對光伏併網逆變器的性能進行檢測。
文檔編號G01R31/40GK202033465SQ20112009015
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者幸宗國, 蘇建徽, 袁俊國 申請人:艾普斯電源(蘇州)有限公司