[发明专利]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

权利要求书

1.一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P1内的B1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P1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B1和B2的输出滤波；D1为输出变压器，用于将P1和电网隔离，H1为功率单元B1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；

其特征在于：还包括有：外部测试电路F1及逆变器控制主机CU，外部测试电路F1由预充电接触器K1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P1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B1和B2的两路数学运算模块S1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F1及逆变器的连接结构是：

逆变器控制主机CU的UDC端子通过高压采集线与B1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IB1端子与电流传感器H1相连，采集B1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TP1端子与功率单元B1上的温度传感器R1相连，采集功率单元B1的温度数据，控制主机CU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。

2.一种利用权利要求1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，其特征在于：测试方法的步骤是：

(1)外部测试电路F1接入电网后，闭合预充电接触器K1；

(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F1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，S1模块开始运行，通过采集到的B1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B1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B1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B1功率管的开关，直到B1的输出电流达到额定输出电流；

(5)功率单元B1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B1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R1和R2，通过信号采集模块的TP1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B1和功率单元B2的有功功率，因为Iq1＝Iq2＝0，而且B1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B1的电流给定ISET设置到1％，功率单元B1经过给定积分器A5将输出电流逐渐降到1％，功率单元B1和B2停止工作，整个测试过程结束。

3.根据权利要求2所述的大功率光伏逆变器额定功率下的温升和效率的测试方法，其特征在于：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。