[发明专利]一种光伏逆变器发电效率测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试系统，具体涉及一种光伏逆变器发电效率测试系统。

背景技术

目前国内的光伏并网发电容量逐年上升，光伏发电在部分区域电网中占据相当大的比例，由于光伏电站的收益和其发电量直接相关，电站开发商和业主均将注意力转移到电站的发电效率上。光伏电站的系统损耗是多元的，影响因素包括组件效率、线缆损耗、逆变器效率和配电损耗等，组件效率可通过专业的组件测试实验室来测试组件衰减率，线缆损耗和配电损耗通常是比较固定和容易评估的，而逆变器效率则是目前影响光伏电站系统发电效率的关键，如何精确测试和评估光伏逆变器发电效率也是目前行业的难点和热点。

目前的光伏逆变器效率测试主要使用以下几个标准，欧洲常用标准为英国的EN50530：2010Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters，该标准主要内容为并网光伏逆变器整体效率测试，标准中对测试环境和组件模拟直流源的性能均作了规范，其测试部分包括静态测试、动态测试和启停机测试3个部分，其中静态测试中包含MPPT效率测试和转换效率测试，效率值需在多个MPP电压点和运行功率段工况下测得，使用欧洲效率和加州效率加权因子分别计算生成欧洲效率和加州效率。国内的光伏逆变器效率测试主要使用2013年推出的CGC/GF 035：2013《光伏并网逆变器中国效率技术条件》，与EN50530：2010相比，中国效率依据中国太阳能资源区的辐照度情况对静态最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,，MPPT)效率中的权重系数进行修正，使之更加符合中国本土光伏发电效率评估要求。

上述标准中的测试方法均对测试环境做了严格定义，包括组件模拟直流源的稳态精度和动态响应速度、测试仪器的采样率和测量精度等，但多数指标均为额定工况下测得。光伏逆变器实际运行时前端的直流组件为连续模拟参量，会自动随着辐照度变化调整出力曲线，其曲线是连续平滑的，而实验室测试使用的组件模拟直流源为开关电源，会存在控制精度步长 问题，步长越小，其曲线模拟平滑度则越高。

由于实验室在进行光伏逆变器发电效率测试时多使用和逆变器容量等同的组件模拟直流源完成全部测试，无法依据测试工况调整回路结构和控制精度，在输出高电压小电流和和低电压大电流时直流源的模拟精度较差，同样电流传感器的测量精度也难以全量程满足要求，比如组件模拟直流源的电流控制精度为0.5％I_n，电压控制精度为0.5％U_n，则若组件模拟直流源模拟IV曲线最大功率点电流为5％I_n时，等效的电流控制精度最差可达10％，图1为额定电流800A时直流源模拟的IV曲线，电流精度为4A，图2为直流源模拟40A(5％额定电流)时的IV曲线，实线为理想曲线，圆点虚线为直流源实际模拟曲线，实际曲线按4A的电流分辨率生成曲线点，点间使用线性插值获得，直流源难以精确控制点间部分曲线。部分光伏逆变器的MPP电压范围极宽，比如450Vdc-800Vdc，使用1000Vdc额定输出电压的直流源模拟450V时则很难响应较小步长的电压扰动，如此在测试的过程中极易引起光伏逆变器在最大功率点两侧震荡和光伏逆变器进行直流功率扰动时直流源无响应或响应错误等现象，极为影响发电效率测试的准确性，且在小电流功率段使用大量程电流传感器也难以获得准确的二次信号，这些也影响所测效率的准确性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种光伏逆变器发电效率测试系统，通过调整组件模拟直流源的结构和输出容量，实现输出电压/电流精度最优和所模拟的光伏组件IV曲线低失真度，同时依据测试工况选择合适量程的电流传感器，实现测量数据精度最优。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种光伏逆变器发电效率测试系统，所述测试系统包括组件模拟直流源、电流传感器、数据采集仪、光伏逆变器和交流电网；所述组件模拟直流源、光伏逆变器和交流电网依次连接，所述电流传感器安装在组件模拟直流源的高压直流母线上，其通过二次电流母线与数据采集仪连接。

所述发电效率包括光伏逆变器的MPPT效率和逆变效率。

所述组件模拟直流源模拟光伏组件在不同辐照度工况下的出力特性，提供直流电给光伏逆变器。

所述组件模拟直流源包括j个并联的高压直流源模块；高压直流源模块并联在高压直流母线和低压直流母线之间；每个高压直流源模块包括依次串联的k个直流源模块；