[发明专利]一种小型光伏系统的电气设备匹配性测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏系统中电气设备领域，尤其涉及一种小型光伏系统的电器设备匹配性测试装置及方法。

背景技术

现阶段太阳能发电用的光伏系统，其应用已经越来越广泛。为了保证系统的发电效率及使用寿命，其电气设备在发电过程的匹配性就成了一个重要的指标。小型光伏系统的电气设备一般包括逆变器、数据采集器和并网柜等。通常情况下，电气设备都是单独生产，只有并网试运行时才会得知其匹配性是否合格。具体来说，光伏发电系统的各个电气设备需要从供应商送至安装场所，将光伏发电系统完全组装后进行并网试运行，判断电气设备是否运行正常，一旦其中某个设备运行不合格，则需要整个系统停机，将不合格设备拆卸更换，再重新测试直到合格，这样的测试方式具有不确定性高、更换设备时间长及人工成本高的缺点，本身所需的测试周期就长，再加上供应商及安装场所间两地运输时间、费用等问题，会导致大量的人力物力损失，不能达到资源效率的最优化配置，运维成本过高。再者即使设备并网试运行合格后，是否达到理想的发电指标，即系统发电效率达到79%以上，也是匹配性测试需要检测的指标之一。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一种小型光伏系统的电气设备匹配性测试装置，能够在电气设备送货前完成设备匹配性测试，保证系统在安装场地组装完成后能够正常使用；本发明的第二个目的是提供一种小型光伏系统的电气设备匹配性测试的方法，能快速有效地判断设备是否合格且是否具有正常的发电效率，提高设备的匹配性测试效率。

为达到第一个目的，采用如下的技术方案：一种小型光伏系统的电气设备匹配性测试装置，包括逆变器、数据采集器及并网配电柜，其特征在于：所述装置还包括一模拟电源，所述模拟电源通过模拟常见的天气条件下太阳能辐射强度的变化特征并输出相应变化的直流输出功率；模拟电源后依次连接逆变器、数据采集器及并网配电柜，并在并网配电柜后设置一测试结果输出端，通过模拟电源给逆变器、数据采集器及并网配电柜送电，测试各设备的运行状态，最终由测试结果输出端将测试结果输出。

进一步地，所述模拟电源包括功率系数控制模块和电流电压输出模块，所述功率系数控制模块存储若干种天气下功率变化的PV输出曲线模型，能够控制直流输出功率的变化；所述电流电压输出模块一端与功率系数控制模块连接，能够依据功率系数控制模块给出的PV输出曲线模型对电流电压进行相应的模拟，另一端与电气设备连接，能够以变化的输出功率对电气设备进行供电。

进一步地，所述若干种天气下功率变化的PV输出曲线包括晴天、阴雨天、多云天和极端天的PV输出曲线，其中a）晴天：PV输出曲线为正态分布曲线，输出功率与当地辐照度G正相关，最大输出功率为nG KW/m²，其中n为0—1；b）阴雨天：PV输出曲线为扁平正态分布曲线，输出功率与当地辐照度G正相关，最大输出功率为0.2nG KW/ m²，n为0—1；c）多云天：PV输出曲线为三角波曲线，输出功率与当地辐照度G正相关，最大输出功率为0.7nG KW/ m²，n为0—1；d）极端天：PV输出曲线为连续15个三角波曲线，输出功率与当地辐照度G正相关，最大输出功率为nG KW/ m²，n为0—1。

进一步地，所述测试结果输出端包括测试判断模块和输出模块。

为达到第二个目的，采用如下的技术方案：一种小型光伏系统的电气设备匹配性测试的方法，其特征在于采用以下步骤：

步骤1）依次连接模拟电源、逆变器、数据采集器及并网配电柜，并在并网配电柜后设置一测试结果输出端；

步骤2）逆变器的测试判断：通电后使逆变器处于工作状态，根据模拟电源的不同输出功率，测试并绘制逆变器输出功率和发电量图表，判断逆变器的工作效率，当效率值≥95%时，逆变器工作正常，否则不合格；

步骤3）数据采集器的测试判断：通电后数据采集器处于工作状态，所述数据采集器读取逆变器的发电数据和交流输出功率，以20秒采集一数据包为准，共15个数据包，测试时间5分钟，与逆变器输出功率和发电量进行对比，误差率小于0.01%为正常，否则不合格；

步骤4）并网配电柜的测试判断：通电后数据采集器处于工作状态，记录启动阶段空气开关自动合闸，合闸时间大于2秒小于5秒则为正常，记录关闭阶段空气开关切断时间小于0.1秒为正常，否则均为不合格；