[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

说明书

技术领域

本发明属于电器产品试验领域，具体涉及的是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。

背景技术

作为光伏并网电站的核心部件——并网型光伏逆变器的相关技术研究近年来已经成为国内外光伏领域研究的热点问题。由于光伏组件的发电效率有限，所以对于逆变器的效率要求越来越高。在并网电站中使用的逆变器的功率等级主要为125kw、250kw和500kw，中大功率的光伏逆变器的电路结构如图1所示，P1为光伏逆变器的内部电路结构，其中，B1和B2为三相两电平功率单元，R1和R2为装置B1和B2内的温度传感器，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为光伏逆变器的总电流传感器。针对这些中大功率的光伏逆变器的额定功率下的效率和损耗测试逐渐成为了主要研究问题。

对应的额定功率测试，因为受到试验设备容量、场地和电源容量的限制，很难进行长期额定功率测试，大多采用间接的测试方法。因此研究有效、节能的额定功率测试方法变得非常重要。有效的测试方法不仅在产品的开发阶段利于提高产品性能，同时在产品生产后的出厂实验阶段，能够按照实际工作情况进行满载实验，切实的保证光伏逆变器的效率、损耗以及发热情况，保证产品的质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有中大功率光伏逆变器额定功率下效率测试技术的不足，提供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，该系统所需测试电路简单，操作方便，测试结果可靠；该方法构思巧妙，步骤易于控制。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

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；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。

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，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；