[发明专利]一种光伏阵列I-V特性测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试装置及其测试方法，尤其涉及一种光伏阵列I-V特性测试装置及其测试方法。

背景技术

光伏阵列作为光伏发电系统中的核心部件之一，其实际发电量往往容易受自身内部因素和外界环境因素影响，因此，为较准确对实际光伏系统发电量进行预估，须对现场安装的光伏阵列进行相应测试。光伏阵列I-V测试仪便是一种对光伏阵列进行现场测试的装置，以获得光伏阵列伏安特性曲线，从而为光伏电站控制及设计水品评价提供参考数据。

目前光伏阵列I-V测试仪通常采用动态电容充电的方法，主电路结构如图1所示，其基本工作原理是，首先将开关S₂打开，通过电阻R₁放电回路将电容C₁储存电荷放完，保持电容C₁处于零电压初始状态。然后关断开关S₂同时打开开关S₁进行测试，开关S₁开通瞬间由于电容阻抗几乎为零即负载最大，光伏阵列相当于短路，所采集的电流即为短路电流。其中，DSP通过发出信号T₁、T₂对开关S₁、开关S₂进行控制；ADC对通过阵列电流A与阵列电压V进行采样。随后在光伏阵列充电下，电容电压逐渐升高，阵列电流慢慢减小，也就相当于光伏阵列负载减小。最后当电容电压上升到阵列开路电压时，充电电流降为零，此时相当于负载为零，测得电压即为光伏阵列开路电压。通过记录这一工作过程的电压电流值，就可得到光伏阵列的I-V曲线，并在显示屏上进行显示。

然而，尽管这一方法可获得光伏阵列I-V曲线，但主要存在以下不足：由于采用电容器作为可变负载，电流的大小对充放电时间影响很大，因此，不同的日照强度，其充放电时间变化较大，如果电压电流变化太快，则会影响测量精度。如果要满足电压电流变化率要求，就必须增加电容量，也就是增加体积和重量。此外，由于电流电压不存在稳定状态，在测量精度校验方面存在困难。

发明内容

针对目前光伏阵列I-V测试装置存在的上述不足，本发明提供一种体积小、重量轻、成本低且可靠性高的光伏阵列I-V测试装置及其测试方法。本发明仅采用场效应功率管（MOSFET）作为主电路功率开关，省去一般光伏阵列I-V测试仪中的电容器组及放电回路，根据MOSFET控制特性，通过控制MOSFET驱动信号电压V_GS大小来模拟待测光伏阵列的负载，从而得到待测光伏阵列的I-V曲线。

本发明是这样实现的，一种光伏阵列I-V特性测试装置，其用于测量待测光伏阵列的I-V特性，该测试装置包括控制电路、以及均与该控制电路电性连接的驱动电路与显示电路，该驱动电路还电性连接于该待测光伏阵列，其中：该驱动电路为至少一个场效应功率管，该控制电路用于通过控制该至少一个场效应功率管的驱动电压V_GS的大小来改变该待测光伏阵列的输出电流大小，以模拟该待测光伏阵列的可变负载，同时还用于在不同负载下采样该待测光伏阵列的电压值和电流值，该显示电路用于显示该待测光伏阵列在不同负载下的该电压值和该电流值，并根据不同负载下的该电压值和该电流值描绘出该待测光伏阵列的I-V曲线。

作为上述方案的进一步改进，该控制电路具有与该至少一个场效应功率管对应的至少一个控制端，该至少一个场效应功率管的栅极电性连接于该控制电路的相应控制端，源极与漏极分别连接于该待测光伏阵列的输入端与输出端，因而当场效应功率管的数量为多个时，所有的场效应功率管呈并联的连接方式。

优选地，该控制电路包括电压和电流采样调理电路、以及数据处理DSP最小系统电路，该电压和电流采样调理电路用于采集该待测光伏阵列的电压值和电流值，该至少一个控制端设置在该数据处理DSP最小系统电路上，该数据处理DSP最小系统电路还电性连接于该显示电路与该电压和电流采样调理电路之间。

作为上述方案的进一步改进，该显示电路为PC机或液晶屏。

作为上述方案的进一步改进，该至少一个场效应功率管的驱动电压V_GS形成的曲线为任意曲线。

优选地，该至少一个场效应功率管的驱动电压V_GS形成的曲线为斜线。