提高逆變器的性能

是德科技的光伏 (PV) 模擬器包括用于準(zhǔn)確測試單個最大功率點跟蹤 (MPPT) 逆變器的硬件和軟件。使用單電源測試高達(dá) 2000 V 和 60 A 的 PV 電壓。DG9000 系列軟件許可證可用于測試具有 4-、8- 或 12-MPPT 通道的組串逆變器。大多數(shù)串式逆變器解決方案一次測試一個 MPPT 通道——導(dǎo)致測試不準(zhǔn)確。Keysight DG9000 高級光伏逆變器軟件最多可同時測試 12 個 MPPT 通道。

• 在 3U 封裝中輸出高達(dá) 2000 V 和 30 kW

• 使用并聯(lián)單元測試高達(dá) 600 kW 的通道

• 選擇內(nèi)置曲線或使用多達(dá) 1024 個點創(chuàng)建自定義表格

• DG9000 系列軟件簡化了單和多 MPPT 逆變器測試

• 用作直流電源的標(biāo)準(zhǔn) 30 kW 自動量程電源

• 連接性包括 LAN（LXI Core）、USB 和 GPIB

先進(jìn)的光伏逆變器測試軟件

無論您的逆變器有 1 個還是 12 個 MPPT 通道，是德科技的串式逆變器測試解決方案都可以幫助您超越當(dāng)前的測試標(biāo)準(zhǔn)，極大限度地提高性能。是德科技的光伏解決方案使您能夠優(yōu)化最大功率點跟蹤 (MPPT) 算法和設(shè)備。使用 DG9000 系列軟件，您可以同時測試多個 MPPT 通道。

型號：KEYSIGHT PV8900系列 光伏模擬器

PV8921A 光伏陣列模擬器，1500 V，400/480 VAC

Keysight PV8921A 光伏 (PV) 陣列模擬器使您能夠開發(fā)、驗證和優(yōu)化逆變器最大功率點跟蹤算法的性能。

PV8922A 光伏陣列模擬器，2000 V，400/480 VAC

Keysight PV8922A 光伏 (PV) 陣列模擬器使您能夠開發(fā)、驗證和優(yōu)化逆變器最大功率點跟蹤算法的性能。

PV8931A 光伏陣列模擬器，1500 V，60 A，30kW，400/480 VAC

Keysight PV8931A 光伏陣列模擬器使您能夠開發(fā)、驗證和優(yōu)化逆變器最大功率點跟蹤算法的性能。

PV8932A 光伏陣列模擬器，2000 V，30 A，30kW，400/480 VAC

Keysight PV8932A 光伏陣列模擬器使您能夠開發(fā)、驗證和優(yōu)化逆變器最大功率點跟蹤算法的性能。

一、光伏發(fā)電和光伏逆變器趨勢 近年來，環(huán)境污染、氣候變暖和全球能源危機倍受關(guān)注，同時人們對能源需求在日益增大,許多不可以再生資源面臨著枯竭,從而加劇了能源危機。 因此，可再生能源成為各國能源發(fā)展的戰(zhàn)略選擇,而風(fēng)電和光伏發(fā)電又成為重中之重,全球風(fēng)電,光伏裝機容量一路高歌猛進(jìn)。 根據(jù)“全球太陽能需求監(jiān)測"報告，隨著光伏電池、逆變器等主要部件成本的進(jìn)一步降低， 最近投標(biāo)的光伏發(fā)電項目平均 PPA（Purchase Price Allocation,合并對價分?jǐn)偅┮呀?jīng)能夠與煤炭天然氣成本競爭，同時系統(tǒng)平衡成本仍將占大型光伏電站項目成本的很大份額。效率改進(jìn)，高效組件和 1500V 系統(tǒng)將提供 BOS（Balance of System,光伏組件外的開支，如土建，工程安裝，項目設(shè)計，工程驗收等費用）成本節(jié)省，幫助太陽能贏得與其他發(fā)電系統(tǒng)的競爭。 光伏屋頂和大型光伏發(fā)電場是目前主要的兩種光伏發(fā)電模式，光伏屋頂通常使用微型逆變器直接并網(wǎng)，而光伏電站則需要將成千上萬個光伏電池，通過集中式大型逆變器（MW 級）或者將光伏電池分成若干組，每組或多組通過組串式逆變器（15-100KW）匯流后并入電網(wǎng)。如上圖所示，當(dāng)由部分光伏電池出現(xiàn)遮擋或問題時，集中式逆變器系統(tǒng)整體效率會受到影響，而組串式系統(tǒng)中只有受到遮擋的部分效率降低。另外一個問題時，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，如逆變器宕機，集中式整體系統(tǒng)對當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)將產(chǎn)生巨大的供電缺口，影響企業(yè)生產(chǎn)和居民的正常用電。而組串式采用分布式逆變器，個別逆變器出現(xiàn)異常，不會造成集中式類似的驗證供電影響。以下為采用 1500V / 組串式 2.5MW 光伏電站的光伏電池模組、逆變器、匯流箱等硬件數(shù)量，以及與1000V 光伏系統(tǒng)的比較，綜合來說，采用 1500V 光伏系統(tǒng)可以節(jié)省約 30%的成本。

二、多輸入光伏逆變器 MPPT 綜合效率測試 2.1 MPPT 的定義 MPPT（Maximum Power Point Tracker）是光伏逆變器評價的關(guān)鍵性指標(biāo)，性能優(yōu)異的光伏逆變器MPPT 效率高達(dá) 99.9%以上。我們先通過幾張圖來了解光伏電池的輸出特性和什么是 MPPT？下圖是 Keysight DG9000A 多路光伏模擬器軟件中編輯光伏電池組輸出 IV 和 PV 曲線和列表的界面。圖中分成三個部分：光伏模組參數(shù)輸入?yún)^(qū)（紅色），V/I/P 數(shù)據(jù)列表區(qū)（橙色）,I-V,P-V 曲線區(qū)（黃色）。光伏電池通常是采用硅基材料制作，典型的有單晶硅、多晶硅電池，其等效電路如下： 在光伏電池的 I-V 曲線上，最重要的三個點（不包括 0， 四個參數(shù) Isc/Voc/Imax/Vmax）： 短路點： 電壓 = 0V， 電流 = Isc開路點： 電壓 = Voc，電流 = 0A最大功率點： 電壓 = Vmax, 電流 = Imax, 功率 = Pmax同時，曲線上其他點的電壓和電流關(guān)系公式為：按照公式，光伏模擬器只需要知道 Isc,Voc,Imax,Vmax，就可以計算出從 0V 到 Voc 所有電壓和電流值，同時繪制出光伏電池的曲線。典型的 n 值為 1024，也有些光伏模擬器取 n=256 或 n=4096。 光伏電池的輸出 I-V 曲線受光照強弱（Isc 變化顯著）、溫度高低（Voc 變化顯著）變化非常巨大。 因此，為了保證投資效益，光伏發(fā)電系統(tǒng)必須時刻保持在最大的功率輸出，這就是最大功率追蹤 MPPT！2.2 MPPT 的測試 如上所述， MPPT 測試就是要驗證光伏逆變器是否能夠追蹤和時刻保持在光伏電池最大的功率點Pmax，下圖為 DG9000A 軟件中光伏曲線和當(dāng)前逆變器工作點（紅點）和 效率。MPPT 測試時需要使用 可以模擬光伏特性的電源（通常之為光伏模擬器，如 是德科技的 E4360A, N8957APV，PV8922A 等）,并配合模擬器控制和測量軟件完成復(fù)雜的綜合 MPPT 效率測量。 考慮到太陽光照射到光伏電池隨季節(jié)和氣候的變化，甚至一天內(nèi)早、中、晚光照強度和角度變化的影響，必須測試光伏逆變器在各種條件下的 MPPT 效率。因此，光伏逆變器行業(yè)協(xié)會將 MPPT 測試分成 靜態(tài) MPPT 和動態(tài) MPPT，給每種狀態(tài)不同的權(quán)重（系數(shù)）,計算出綜合加權(quán) MPPT 效率值。如下表為 CGC 定義的各種光照強度對應(yīng)的系數(shù)，負(fù)載點 = 1.0 表示zui強光照條件下， 對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)為 0.15(15%)，0.75 光照強度的權(quán)重為 37%。2.2.1 靜態(tài) MPPT 測量 下圖為 DG8900 軟件 MPPT 效率測試界面，按照標(biāo)準(zhǔn)要求，依此模擬和測量光伏電池在 5%，10%，20%，30%，50%，70%，100%時的 MPPT 效率，然后按照標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重系數(shù)計算出加權(quán)效率。 為了方便研發(fā)工程師快速和全面的評估逆變器在各種光照條件下，DG9000A 軟件提供了光照強度縮放（SCALE）功能。工程師可以一鍵式設(shè)置到任意的光照強度，如下圖調(diào)整到 5% (即 50 W/m2)。 以上討論的標(biāo)準(zhǔn)中對光伏逆變器靜態(tài) MPPT 效率的測試，然而現(xiàn)實中的光伏電池模組場景要比標(biāo)準(zhǔn)定義復(fù)雜的多。如上文提到的部分光伏電池遮擋或順壞時，集中式逆變器效率會整體大大下降，此時光伏電池陣列輸出的合成曲線不同于光照強度下降,最大功率點 Pmax 對應(yīng)的電壓 Vmax 會很大變化。 光照強度變化時的 Vmax 變化 局部遮擋時的 Vmax 變化 DG9000A 光伏模擬器軟件可以控制多臺 PV9822A 光伏模擬器，每一臺模擬器輸出不同的 I-V 曲線，并輸入到同一個 MPPT 電路，實現(xiàn)復(fù)雜的光伏曲線 MPPT 測試。如下圖所示，如果上述集中式光伏逆變器保持在無遮擋時的工作電壓，只能獲得大約 72%的MPPT 效率。 再配合上述曲線縮放（SCALE），可測量在具備光伏模組異常時系統(tǒng)的靜態(tài)效率。