CN116500370B - 一种光伏逆变器孤岛测试方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏逆变器孤岛测试方法及其装置，其中方法包括：上位机控制第一开关闭合、控制第二开关断开和启动待测设备；上位机控制双向高压直流源输出，使待测设备的交流输出功率达到预设功率，测量待测设备的无功功率；上位机控制待测设备停机、控制第一开关断开和控制第二开关闭合；上位机调节RLC负载，使得待测设备的功率因数达到预设功率因数；上位机控制第一开关和第二开关闭合，启动待测设备；上位机控制第一开关断开，示波器测量状态转换时间，上位机获取并记录示波器的测量波形和状态转换时间，光伏逆变器孤岛测试方法能达到测量光伏逆变器设备防孤岛性能。
Description
技术领域
本发明属于电力设备测试领域，特别涉及一种光伏逆变器孤岛测试方法及其装置。
背景技术
所谓孤岛效应，即指如并入公共电网中的发电装置，在电网断电的情况下，这个发电装置却不能检测到或根本没有相应检测手段，仍然向公共电网馈送电量。孤岛效应可能对整个配电***设备及用户端的设备造成不利的影响，包括：危害电力维修人员的生命安全；影响配电***上的保护开关动作程序；孤岛区域所发生的供电电压与频率的不稳定性质会对用电设备带来破坏；当供电恢复时造成的电压相位不同步将会产生浪涌电流，可能会引起再次跳闸或对光伏***、负载和供电***带来损坏；光伏并网发电***因单相供电而造成***三相负载的欠相供电问题。由此可见，作为一个安全可靠的并网逆变装置，必须能及时检测出孤岛效应并避免所带来的危害。
因此，厂家在设计和生产光伏逆变器后，必须对光伏逆变器的防孤岛效应的性能进行测试，同时还需要对光伏逆变器的其他多项技术指标进行集中测试，但是常规的测试方法和测试装置难以做到测试设备的复用，常常需要把待测设备在不同的测试平台进行切换，多类设备集中测试的效率难以得到本质上的提升。
发明内容
本发明提供光伏逆变器孤岛测试方法及装置，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。本发明提出光伏逆变器孤岛测试方法。
本发明的技术方案涉及一种光伏逆变器孤岛测试方法及装置，所述的光伏逆变器孤岛测试方法应用在一种电力设备测试装置上，所述电力设备测试装置至少包括依次连接的电网模拟器、待测设备和双向高压直流源，还包括示波器、RLC负载和上位机，所述示波器和所述RLC负载分别与所述待测设备连接，所述电网模拟器通过第一开关与所述待测设备连接，所述RLC负载通过第二开关与所述待测设备连接，所述电网模拟器、所述待测设备、所述双向高压直流源、所述示波器、所述RLC负载、所述第一开关和所述第二开关分别与所述上位机连接，所述待测设备为AC/DC设备、PCS设备和光伏逆变器设备中的一种或多种的组合，其特征在于，所述光伏逆变器孤岛测试方法包括以下步骤：
S100、所述上位机控制所述第一开关闭合、控制所述第二开关断开和启动所述待测设备；
S200、所述上位机控制所述双向高压直流源输出，使所述待测设备的交流输出功率达到预设功率，测量所述待测设备的无功功率，所述预设功率不高于所述待测设备的额定交流输出功率；
S300、所述上位机控制所述待测设备停机、控制所述第一开关断开和控制所述第二开关闭合；
S400、所述上位机调节所述RLC负载，使得所述待测设备的功率因数达到预设功率因数；
S500、所述上位机控制所述第一开关和所述第二开关闭合，启动所述待测设备；
S600、所述上位机控制所述第一开关断开，所述示波器测量状态转换时间，所述上位机获取并记录所述示波器的测量波形和状态转换时间，所述状态转换时间为从所述第一开关断开到所述待测设备输出电流下降并维持在预设电流的耗时；
S700、调整所述预设功率，重复执行步骤S100至步骤S600，直到测试完成所有的所述预设功率。
进一步，所述步骤S400还包括：S410、所述上位机调节所述RLC负载，使得所述RLC负载消耗的感性无功功率满足感性无功功率平衡条件；
S420、所述上位机调节所述RLC负载接入电感，使得所述待测设备的无功功率与所述RLC负载消耗的感性无功功率相等；
S430、所述上位机调节所述RLC负载接入电容，使得所述RLC负载消耗的容性无功功率满足容性无功功率平衡条件；
S440、所述上位机调节所述RLC负载接入电阻，使得所述RLC负载消耗的有功功率与所述待测设备的交流输出功率相等。
进一步，所述感性无功功率平衡条件为：
，
其中，为RLC负载的感性无功功率，为所述待测设备的功率因数，P为所述待
测设备的交流输出功率。
进一步，所述容性无功功率平衡条件为：
，
其中，为RLC负载的感性无功功率，为RLC负载的容性无功功率，为逆变
器输出的无功功率。
进一步，所述预设功率因数为所述待测设备的功率因数的0.95至1.05倍。
进一步，所述预设电流为所述待测设备的输出电流不高于所述待测设备的额定输出电流的1%。
进一步，所述预设功率为所述待测设备额定交流输出功率的33%、66%和100%。
本发明还提出一种电力设备测试装置，所述电力设备测试装置包括依次连接的电网模拟器、待测设备和双向高压直流源，还包括示波器、RLC负载和上位机，所述示波器和所述RLC负载分别与所述待测设备连接，所述电网模拟器通过第一开关与所述待测设备连接，所述RLC负载通过第二开关与所述待测设备连接，所述电网模拟器、所述待测设备、所述双向高压直流源、所述示波器、所述RLC负载、所述第一开关和所述第二开关分别与所述上位机连接。
进一步，所述待测设备为AC/DC设备、PCS设备和光伏逆变器设备中的一种或多种的组合。
进一步，所述RLC负载为PV-RLC系列负载。
根据本发明的一些实施例，本发明的有益效果如下：
本发明提出的光伏逆变器孤岛测试方法，由于常规的测试方法和测试装置难以做到测试设备的复用，常常需要把待测设备在不同的测试平台进行切换，本发明提出的光伏逆变器孤岛测试方法及其装置能测试光伏逆变器的防孤岛性能，而且在单套测试装置上也能实现其他多种测试的功能，实现了测试设备的复用，提升了测试的效率。
此外，本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的光伏逆变器孤岛测试方法的处理流程图。
图2是根据本发明实施例的光伏逆变器孤岛测试方法的调节所述RLC负载方法的处理流程图。
图3是根据本发明实施例的光伏逆变器孤岛测试方法基于的电力设备测试装置的结构图。
图4是根据本发明实施例的光伏逆变器孤岛测试方法基于的某些实施例的电力设备测试装置的结构图。
图5是根据本发明实施例的逆变器设备老化测试的示意图。
图6是根据本发明实施例的PCS设备和AC/DC设备老化测试的示意图。
图7是根据本发明实施例的上位机测试软件的总体框图。
图8是根据本发明实施例的上位机测试软件的细节示意图。
图9是根据本发明实施例的上位机测试软件的调用关系示意图。
上述图中，100、待测设备；200、电网模拟器；300、RLC负载；400、双向高压直流源；500、高压电子负载；600、调理电路模块；700、功率分析仪；800、示波器；900、上位机；1000、测试模块；1100、测试序列子模块；1110、PreUUTLoop文件；1120、PreUUT文件；1130、Main文件；1140、PostUUT文件；1150、Save Log文件；1160、PostUUTLoop文件；1200、配置文件服务子模块；1300、界面输出子模块；1400、数据库交互子模块；2000、数据库模块；2100、日志生成器；2200、数据库；3000、服务模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。本文所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。此外，本文所采用的行业术语“位姿”是指某个元件相对于空间坐标系的位置和姿态。
参照图1至图9，一种光伏逆变器孤岛测试方法及装置，所述的光伏逆变器孤岛测试方法应用在一种电力设备测试装置上，所述电力设备测试装置至少包括依次连接的电网模拟器200、待测设备100和双向高压直流源400，还包括示波器800、RLC负载300和上位机900，所述示波器800和所述RLC负载300分别与所述待测设备100连接，所述电网模拟器200通过第一开关S1与所述待测设备100连接，所述RLC负载300通过第二开关S2与所述待测设备100连接，所述电网模拟器200、所述待测设备100、所述双向高压直流源400、所述示波器800、所述RLC负载300、所述第一开关S1和所述第二开关S2分别与所述上位机900连接，所述待测设备100为AC/DC设备、PCS设备和光伏逆变器设备中的一种或多种的组合，其特征在于，参照图1和图2，所述光伏逆变器孤岛测试方法包括以下步骤：
S100、所述上位机900控制所述第一开关S1闭合、控制所述第二开关S2断开和启动所述待测设备100；
S200、所述上位机900控制所述双向高压直流源400输出，使所述待测设备100的交流输出功率达到预设功率，测量所述待测设备100的无功功率，所述预设功率不高于所述待测设备100的额定交流输出功率；
S300、所述上位机900控制所述待测设备100停机、控制所述第一开关S1断开和控制所述第二开关S2闭合；
S400、所述上位机900调节所述RLC负载300，使得所述待测设备100的功率因数达到预设功率因数；
S500、所述上位机900控制所述第一开关S1和所述第二开关S2闭合，启动所述待测设备100；
S600、所述上位机900控制所述第一开关S1断开，所述示波器800测量状态转换时间，所述上位机900获取并记录所述示波器800的测量波形和状态转换时间，所述状态转换时间为从所述第一开关S1断开到所述待测设备100输出电流下降并维持在预设电流的耗时；
S700、调整所述预设功率，重复执行步骤S100至步骤S600，直到测试完成所有的所述预设功率。
进一步，参照图2，所述步骤S400还包括：
S410、所述上位机900调节所述RLC负载300，使得所述RLC负载300消耗的感性无功功率满足感性无功功率平衡条件；
S420、所述上位机900调节所述RLC负载300接入电感，使得所述待测设备100的无功功率与所述RLC负载300消耗的感性无功功率相等；
S430、所述上位机900调节所述RLC负载300接入电容，使得所述RLC负载300消耗的容性无功功率满足容性无功功率平衡条件；
S440、所述上位机900调节所述RLC负载300接入电阻，使得所述RLC负载300消耗的有功功率与所述待测设备100的交流输出功率相等。
进一步，参照图1和图2，所述感性无功功率平衡条件为：
，
其中，为RLC负载300的感性无功功率，为所述待测设备100的功率因数，P为
所述待测设备100的交流输出功率。
进一步，参照图1和图2，所述容性无功功率平衡条件为：
，
其中，为RLC负载300的感性无功功率，为RLC负载300的容性无功功率，
为逆变器输出的无功功率。
进一步，参照图1和图2，所述预设功率因数为所述待测设备100的功率因数的0.95至1.05倍。
进一步，参照图1和图2，所述预设电流为所述待测设备100的输出电流不高于所述待测设备100的额定输出电流的1%。
进一步，参照图1和图2，所述预设功率为所述待测设备100额定交流输出功率的33%、66%和100%。在一些具体的实施例中，可以设定其他的额定功率的百分比。
进一步，参照图3，本发明还提出一种电力设备测试装置，所述电力设备测试装置包括依次连接的电网模拟器200、待测设备100和双向高压直流源400，还包括示波器800、RLC负载300和上位机900，所述示波器800和所述RLC负载300分别与所述待测设备100连接，所述电网模拟器200通过第一开关S1与所述待测设备100连接，所述RLC负载300通过第二开关S2与所述待测设备100连接，所述电网模拟器200、所述待测设备100、所述双向高压直流源400、所述示波器800、所述RLC负载300、所述第一开关S1和所述第二开关S2分别与所述上位机900连接。
进一步，参照图3，所述待测设备100为AC/DC设备、PCS设备和光伏逆变器设备中的一种或多种的组合。
进一步，参照图3，所述RLC负载300为PV-RLC系列负载。
根据本发明的一些实施例，本发明的有益效果如下：
本发明提出的光伏逆变器孤岛测试方法，由于常规的测试方法和测试装置难以做到测试设备的复用，常常需要把待测设备100在不同的测试平台进行切换，本发明提出的光伏逆变器孤岛测试方法及其装置能测试光伏逆变器的防孤岛性能，而且在单套测试装置上也能实现其他多种测试的功能，实现了测试设备的复用，提升了测试的效率。
在一些实施例中，所述电力设备测试装置有多种组成形式，以便对各种所述待测设备100进行测试，为适应测试***能对多种设备进行测试，本发明还提出一种完整的电力设备测试装置，所述的光伏逆变器孤岛测试方法也可以在所述的完整的电力设备测试装置上进行测试。
在一个具体的实施例中，参照图4，所述的完整的电力设备测试装置包括：待测设备100，所述待测设备100包括至少一个功率端口、至少一个信号端口和至少一个通讯端口；电网模拟器200，所述电网模拟器200通过第一功率端口与所述待测设备100连接；RLC负载300，所述RLC负载300通过所述第一功率端口与所述待测设备100连接；双向高压直流源400，所述双向高压直流源400通过第二功率端口与所述待测设备100连接；高压电子负载500，所述高压电子负载500通过所述第二功率端口与所述待测设备100连接；调理电路模块600，所述调理电路模块600通过第一信号端口与所述待测设备100连接。
所述待测设备100为AC/DC设备或PCS设备或逆变器设备。
对所述AC/DC设备的测试包括但不限于版本检测、初始状态检测测试、交流输出侧过欠频保护测试、效率测试、稳流精度测试、稳压精度测试、功率损耗测试、充电效率测试、输出电压测量误差测试和输出电流测量误差测试。
对所述PCS设备和所述逆变器设备的测试包括但不限于自动开关机功能测试、通信功能测试、最大转换效率测试、MPPT效率测试、转换效率测试、平均加权总效率测试、谐波和波形畸变测试、功率因数测试、三相电路不平衡测试、直流分量测试、有功功率容量测试、有功功率变化率控制测试、有功功率给定值控制测试、有功功率过频降额控制测试、无功功率容量测试、无功功率电压/无功调节测试、无功功率恒无功功率控制测试、无功功率恒功率因数控制测试、电压适应性测试、频率适应性测试、故障穿越测试、电能质量之谐波适应性测试、电能质量之间谐波适应性测试、电能质量之三相电压不平衡适应性测试、电能质量之电压波动和闪变适应性测试、直流输入侧过欠压保护测试、交流输入侧过欠频保护测试、极性或相序错误保护测试、直流输入过载保护测试、防孤岛效应保护测试、恢复并网测试、交流电压精度测试、交流电流精度测试、功率精度测试、直流电压精度测试和直流电流精度测试。
参照图4，还包括依次连接的功率分析仪700和示波器800，所述功率分析仪700的第一通道通过所述第一功率端口与所述待测设备100和所述电网模拟器200连接，所述功率分析仪700的第二通道通过所述第二功率端口与所述待测设备100、所述双向高压直流源400和所述高压电子负载500连接，所述功率分析仪700分别连接所述示波器800的第一示波器端口和第二示波器端口。
参照图4，还包括上位机900，所述待测设备100、所述电网模拟器200、所述RLC负载300、所述双向高压直流源400、所述高压电子负载500和所述调理电路模块600分别与所述上位机900连接。
在一些实施例中，所述的完整的电力设备测试装置硬件配置还包括工控机、UPS、可回馈电网模拟电源、可编程RLC载、可编程直流高压电子负载500、可编程双向高压直流电源、辅助电源、功率计、电流传感器、功率分析仪700、示波器800、电流探头、高压差分探头、CAN接口卡、切换电路和DIO模块。所述工控机的型号为研华IPC-610L，所述UPS的型号为SANTEKC3KR（3KVA/2400W），所述可回馈电网模拟电源的型号为艾诺ANBGS120TL（相电压最大350V，功率120kVA，频率40~70Hz），所述可回馈电网模拟电源用于电网模拟器或交流源，所述可编程RLC载的型号为文顺WS-873100-380T（功率120kW）所述可编程RLC负载300用于孤岛测试，所述可编程直流高压电子负载500的型号为艾诺AN23648-1200-1920（电压1200V，电流1920A，功率48kW），所述可编程双向高压直流电源的型号为艾诺ANEVH1000-40（电压1000V，电流40A，功率15KW），所述可编程双向高压直流电源用于PV源(独立)/高压源(并联)，所述辅助电源的型号为GWINSTEKGPP-3060（双通道，电压20V，电流6A），所述功率计的型号为ZLGPA333H（电压1500V，电流50A，三通道，基本精度0.1%），所述电流传感器的型号为银河CSA系列（电流200A，精度10ppm），所述电流传感器分别用于ACDC和PCS直流端，所述功率分析仪700的型号为ZLGPA6000H（电压1500V，电流50A，五通道，基本精度0.01%），所述示波器800的型号为ZLGZDS2024B Plus（四通道，带宽200MHz），所述示波器800用于测量直流纹波，所述电流探头的型号为ZLGCP2100B（电流100A，带宽2.5MHz），所述高压差分探头的型号为ZLGZP1500D（电压1500V，带宽100MHz），所述CAN接口卡的型号为ZLGUSBCANFD-200U，所述切换电路的型号为PRM系列（并联高压源/切换交流回路/切换直流回路），所述DIO模块的型号为MOXAE1200。
参照图4，所述电网模拟器200、所述RLC负载300、所述双向高压直流源400、所述高压电子负载500和所述调理电路模块600分别通过RJ45网线与所述上位机900连接。所述电网模拟器200、所述RLC负载300、所述双向高压直流源400、所述高压电子负载500和所述调理电路模块600都采用网口与产品进行连接，基于SCPI标准协议或者仪器厂商自定义协议，所述上位机900安装有与所述的完整的电力设备测试装置相匹配的上位机900软件，所述上位机900软件实现相关的数据通讯，上位机900软件控制相关设备实现不同工况的模拟，并读取仪器的相关返回值，上位机900软件收集数据，对数据进行显示，逻辑处理判断以及把相关的结果保存到相应的文件***中。
参照图4，当所述待测设备100为AC/DC设备时，所述电网模拟器200用于产生所述AC/DC设备的交流输入端的输入，所述电网模拟器200为可编程的交流电源；当所述待测设备100为逆变器设备时，所述电网模拟器200用于模拟各类电压工况，吸收所述逆变器设备的交流输出，所述电网模拟器200为可回馈的电网模拟器200；当所述待测设备100为PCS设备时，所述电网模拟器200为可编程的交流电源和可回馈的电网模拟器200。
参照图4，当所述待测设备100为逆变器设备时，所述双向高压直流源400根据所述逆变器设备的光伏电池的伏安曲线输出电压电流，所述双向高压直流源400为光伏电池模拟器；当所述待测设备100为PCS设备时，所述双向高压直流源400为所述PCS设备提供高压电流输入，所述双向高压直流源400为可编程的高压电源。
参照图4，当所述待测设备100为AC/DC设备或PCS设备时，所述高压电子负载500用于拉载所述AC/DC设备的直流输出端的电流，所述高压电子负载500为可编程的电子负载。
参照图3和图4，当所述待测设备100为逆变器设备时，所述RLC负载300用于实施逆变器设备孤岛测试时，断开所述电网模拟器200与所述逆变器设备的连接，直接将所述RLC负载300连接到所述逆变器设备。
参照图3和图4，所述待测设备100为AC/DC设备或PCS设备或逆变器设备，所述逆变器设备为光伏逆变器设备。
此外，还包括把所述的电力设备测试装置或所述的完整的电力设备测试装置置于老化测试设备内进行测试，包括对AC/DC设备、PCS设备和逆变器设备分别进行如下测试硬件连接。
参照图5，在一些实施例中，把所述的电力设备测试装置或所述的完整的电力设备测试装置于老化设备内进行老化测试，待测设备100为逆变器设备，单套所述电力设备测试装置可以并行老化6个50KW以下（或者5串以下）的逆变器设备，对于超过50KW（或者5串以上）的逆变器设备，可以并行老化3个。
参照图6，在一些实施例中，把所述的电力设备测试装置或所述的完整的电力设备测试装置放置于老化设备内进行老化测试，待测设备100为PCS设备或AC/DC设备，单套所述电力设备测试装置可以并行老化6个50KW以下的PCS设备或AC/DC设备，对于超过50KW的PCS设备或AC/DC设备，通过并联可以并行老化3个。
需要注意的是，参照图5和图6，DUT表示所述待测设备100。
上述老化测试还包括：工控机、UPS、直流源、双向高压源、电流传感器、采集回路、老化房和老化小车，所述工控机的型号为研华IPC-610L（I7-6700 CPU /1T 硬盘，16G内存）、所述UPS的型号为SANTEKC3KR（3KVA/2400W）、所述直流源的型号为PRM系列（15KW，750V）、所述双向高压源的型号为PRM系列（55KW，1000V）、所述电流传感器的型号为美控系列、所述采集回路的型号为MOXA、所述老化房的型号为PRM系列，所述老化小车的型号为PRM系列。
特别地，本发明还提出一种运行在所述上位机900上的测试软件，参照图7，所述的测试软件包括：测试模块1000，用于执行测试，所述测试模块1000包括测试序列子模块1100、配置文件服务子模块1200、界面输出子模块1300和数据库交互子模块1400，所述配置文件服务子模块1200、所述界面输出子模块1300和所述数据库交互子模块1400分别与所述测试序列子模块1100连接；数据库模块2000，用于保存所述测试模块1000的测试输出数据，所述数据库模块2000与所述数据库交互子模块1400连接；服务模块3000，用于与工厂端数据***进行数据交互，所述服务模块3000与所述测试模块1000连接。
具体地，参照图7，所述测试模块1000为主测试程序，包含基于测试序列的测试功能，保存测试数据和测试交互界面。所述服务模块3000用于和工厂端进行MES数据交互，标准的测试平台数据接口；对于不同工厂的MES格式，只需要变更MES 服务端程序 ，就可以轻松的和工厂MES进行交互，测试平台不需要做任何变更。所述数据库模块2000用于数据库分析，生成每天的测试日志log，生成GRR报告，还包括FPY和Top 5的功能。
在一些实施例中，所述的上位机测试软件读取特定路径的配置文件，加载生成相应的软件界面，然后读取特定路径下的测试序列Sequence相关文件，包括Main文件1130、PreUUT文件1120、PreUUTLoop文件1110、PostUUT文件1140、PostUUTLoop文件1160和SaveLog文件1150文件，将这些文件内的需要调用的相关函数预加载到内存，然后根据测试序列Sequence相关文件中的调用顺序，将测试序列Sequence相关文件中的参数传递入相关函数并执行，并将获取的相关数据反馈给界面显示进程进行显示，并在最终测试完成后，将完整的测试数据保存至所述数据库模块2000。所述服务模块3000用于读取电力设备测试***测试完成之后保存的数据，通过工厂给定的数据接口，将相关数据传送到工厂的服务器。所述数据库模块2000用于读取电力设备测试***测试完成之后保存数据，生成符合用户需求的日志LOG文件，并生成相关的数据分析报告。
在一些实施例中，所述的上位机测试软件是基于NI LabVIEW 2018 64位开发。所述测试vi为NI LabVIEW软件的虚拟仪器。
所述的上位机测试软件可以在一套测试软件中能实现不用电力设备的测试，常用的电力设备包括AC/DC设备、PCS设备和逆变器设备，这些不同的电力设备均能在同一个测试平台中进行测试，大大节省了搭建、移动、改装和拆除测试平台的时间，节约了人力成本，方便与用户工厂数据库进行交互。
进一步，参照图7和图8，所述配置文件服务子模块1200包括多种配置文件，所述配置文件包括夹具配置文件、Slot数量配置文件和数据库配置文件，所述配置文件为csv文件格式。在一些具体的实施例中，所述测试序列文件中的所述Main文件1130根据测试的需要从所述配置文件中挑选用于具体测试项目测试的夹具、仪器、参数、制图、数据处理的配置信息。
进一步，参照图7和图9，所述测试序列子模块1100包括多个测试序列文件，所述测试序列文件包括PreUUTLoop文件1110、PreUUT文件1120、Main文件1130、PostUUT文件1140、Save Log文件1150和PostUUTLoop文件1160，所述测试序列文件的文件格式均为csv格式，所述测试序列文件分别调用多个测试vi进行测试。在一些实施例中，参照图3，测试序列包括依次执行所述PreUUTLoop文件1110、所述PreUUT文件1120、所述Main文件1130、所述PostUUT文件1140、所述Save Log文件1150和所述PostUUTLoop文件1160所列的所有步骤，在一个具体的实施例中，当执行完所述Save Log文件1150内的步骤后，循环执行所述PreUUT文件1120、所述Main文件1130、所述PostUUT文件1140和所述Save Log文件1150内中所述的步骤，直到用户主动退出测试。
具体地，参照图9，所述PreUUTLoop文件1110、所述PreUUT文件1120、所述Main文件1130、所述PostUUT文件1140和所述PostUUTLoop文件1160均为csv文件格式。
进一步，参照表1，表1为所述测试序列文件的一个实例，所述测试序列文件包括步骤索引Index、步骤名称Name、步骤使能标志位Enable、步骤类型StepType、调用测试vi名称ViName、测试步骤显示标志位Ui Display、测试步骤记录ResultRecord、测试步骤运行方式Property、限制类型位Limit、重测次数LoopNum、步骤参数InputParameter、测试延时时间Delay和下一步类型Next_Step_CTL。
表1：
具体地，所述步骤索引Index是一个整数，范围1到正无穷。
所述步骤使能标志位Enable控制是否运行测试步骤，其值为0或1，如果所述步骤使能标志位值为1，则该步骤将运行，如果所述步骤使能标志位值为0，则该步骤将不运行。
所述步骤类型StepType为该测试步骤的类型，其值为TST，ACT，FLC；
其中，
ACT：用于执行某些操作，如气缸上升/下降，电源开/关，对该子VI无限制，执行结果包括通过、失败和错误。
TST：用于执行测试项目，如电压测量，需要配置极限名称，详细极限将在Limit文件中配置，包括上限，下限，单位，判断条件。
FLC：用于做流程控制，如失败则跳到某个步骤，调用子序列等。
SPE：用于执行一些特殊的动作，如启动条件判断，条形码扫描UI和判断等。
所述测试步骤显示标志位Ui Display用于控制此测试步骤是否将在UI上显示，其值为0或1，如果所述测试步骤显示标志位Ui Display值为1，则步骤将在UI上显示，如果所述测试步骤显示标志位Ui Display值为0，则步骤将不在UI上显示。
所述测试步骤记录ResultRecord用于控制此测试步骤是否将记录在数据库2200上，其值为0或1，如果所述测试步骤记录ResultRecord值为1，则该步骤将记录在数据库2200中，如果所述测试步骤记录ResultRecord值为0，则该步骤将不会记录在数据库2200中。
所述测试步骤运行方式Property用于控制此测试步骤的运行方式，其值为并行parallel、串行Serial和单次Once，如果所述测试步骤运行方式Property值为Parallel，则该步骤将并行运行，如果所述测试步骤运行方式Property值为Serial，则该步骤将以串行方式运行，如果值为Once，则该步骤将只运行一次。
所述限制类型位Limit为限制的名称，详细的限制信息将在Limit文件中配置。
所述步骤参数InputParameter的格式为value1|value2，其中 “|”是分隔符,表示多个参数并列。
所述测试延时时间Delay为测试步骤后延时时间。
所述下一步类型Next_Step_CTL包括以下多个值：
1）NEXT，直接下一步,表示完成此测试步骤后直接执行下一步的步骤；
2）if fail goto ，步骤失败转送，表示此测试步骤失败时，将在指定的步骤中运行下一个步骤；
3）if pass goto，步骤成功转送，表示通过此测试步骤后，将在指定的步骤中运行下一个步骤；
4）goto，转送指定步骤执行下一步骤，表示此测试步骤完成后，将在指定的步骤中运行下一个步骤；
5）force pass，强制执行步骤，表示此测试步骤完成后，强制此步骤；
6）force fail，强制步骤失败，表示此测试步骤完成后，强制此步骤失败；
7）Stop if fail，失败时停止执行，表示当该测试步骤失败时，测试序列将停止。
进一步，参照图8，所述步骤类型包括执行测试项目TST类型、执行指定操作ACT类型、执行流程控制FLC类型和执行特殊操作SPE类型。
其中，
ACT：用于执行某些操作，如气缸上升/下降，电源开/关，对该子VI无限制，执行结果包括通过、失败和错误。
TST：用于执行测试项目，如电压测量，需要配置极限名称，详细极限将在Limit文件中配置，包括上限，下限，单位，判断条件。
FLC：用于做流程控制，如失败则跳到某个步骤，调用子序列等。
SPE：用于执行一些特殊的动作，如启动条件判断，条形码扫描UI和判断等。
进一步，所述测试步骤运行方式包括并行运行parallel、串行运行Serial和单次运行Once。
进一步，参照表2，表2位所述限制类型表的一个实例，所述限制类型位用于表示限制类型的名称，限制类型的详细信息记录于Limit文件，所述Limit文件包括限制名称Name、限制上限值UPLimit、限制下限值DownLimit、比较基准Comparis和数值单位Unit。在一些实施例中，所述Limit文件的格式为csv格式。
表2：
进一步，参照表1，所述下一步类型包括直接下一步NEXT、步骤失败转送if failgoto、步骤成功转送if pass goto、转送指定步骤执行下一步骤goto、强制执行步骤forcepass、强制步骤失败force fail和失败时停止执行Stop if fail。
进一步，参照图7，所述数据库模块2000还包括日志生成器2100，所述日志生成器2100用于记录所有测试步骤的详细信息，所述测试步骤的详细信息包括测试项目、极限范围、测试结果、开始时间、结束时间和附加信息。
进一步，参照图7，所述数据库模块2000包括数据库2200，所述数据库2200为SQLite数据库，所述数据库2200与所述数据库交互子模块1400连接。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机***的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还可以包括计算机本身。
计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
Claims (2)
1.一种光伏逆变器孤岛测试方法，所述的光伏逆变器孤岛测试方法应用在一种电力设备测试装置上，所述电力设备测试装置至少包括依次连接的电网模拟器（200）、待测设备（100）和双向高压直流源（400），还包括示波器（800）、RLC负载（300）和上位机（900），所述示波器（800）和所述RLC负载（300）分别与所述待测设备（100）连接，所述电网模拟器（200）通过第一开关与所述待测设备（100）连接，所述RLC负载（300）通过第二开关与所述待测设备（100）连接，所述电网模拟器（200）、所述待测设备（100）、所述双向高压直流源（400）、所述示波器（800）、所述RLC负载（300）、所述第一开关和所述第二开关分别与所述上位机（900）连接，所述待测设备（100）为AC/DC设备、PCS设备和光伏逆变器设备中的一种或多种的组合，其特征在于，所述光伏逆变器孤岛测试方法包括以下步骤：
S100、所述上位机（900）控制所述第一开关闭合、控制所述第二开关断开和启动所述待测设备（100）；
S200、所述上位机（900）控制所述双向高压直流源（400）输出，使所述待测设备（100）的交流输出功率达到预设功率，测量所述待测设备（100）的无功功率，所述预设功率不高于所述待测设备（100）的额定交流输出功率；
S300、所述上位机（900）控制所述待测设备（100）停机、控制所述第一开关断开和控制所述第二开关闭合；
S400、所述上位机（900）调节所述RLC负载（300），使得所述待测设备（100）的功率因数达到预设功率因数；
所述步骤S400还包括：
S410、所述上位机（900）调节所述RLC负载（300），使得所述RLC负载（300）消耗的感性无功功率满足感性无功功率平衡条件；
S420、所述上位机（900）调节所述RLC负载（300）接入电感，使得所述待测设备（100）的无功功率与所述RLC负载（300）消耗的感性无功功率相等；
S430、所述上位机（900）调节所述RLC负载（300）接入电容，使得所述RLC负载（300）消耗的容性无功功率满足容性无功功率平衡条件；
S440、所述上位机（900）调节所述RLC负载（300）接入电阻，使得所述RLC负载（300）消耗的有功功率与所述待测设备（100）的交流输出功率相等；
所述感性无功功率平衡条件为：
，
其中，为RLC负载（300）的感性无功功率，/>为所述待测设备（100）的功率因数，P为所述待测设备（100）的交流输出功率；
所述容性无功功率平衡条件为：
，
其中，为RLC负载（300）的感性无功功率，/>为RLC负载（300）的容性无功功率，/>为逆变器输出的无功功率；
所述步骤S400还包括，所述预设功率因数为所述待测设备（100）的功率因数的0.95至1.05倍；
S500、所述上位机（900）控制所述第一开关和所述第二开关闭合，启动所述待测设备（100）；
S600、所述上位机（900）控制所述第一开关断开，所述示波器（800）测量状态转换时间，所述上位机（900）获取并记录所述示波器（800）的测量波形和状态转换时间，所述状态转换时间为从所述第一开关断开到所述待测设备（100）输出电流下降并维持在预设电流的耗时；
所述步骤S600还包括，所述预设电流为所述待测设备（100）的输出电流不高于所述待测设备（100）的额定输出电流的1%；
S700、调整所述预设功率，重复执行步骤S100至步骤S600，直到测试完成所有的所述预设功率；
所述预设功率为所述待测设备（100）额定交流输出功率的33%、66%和100%；
所述上位机（900）还包括运行在所述上位机（900）上的测试软件，所述测试软件包括：测试模块（1000），用于执行测试，所述测试模块（1000）包括测试序列子模块（1100）、配置文件服务子模块（1200）、界面输出子模块（1300）和数据库交互子模块（1400），所述配置文件服务子模块（1200）、所述界面输出子模块（1300）和所述数据库交互子模块（1400）分别与所述测试序列子模块（1100）连接；数据库模块（2000），用于保存所述测试模块（1000）的测试输出数据，所述数据库模块（2000）与所述数据库交互子模块（1400）连接；服务模块（3000），用于与工厂端数据***进行数据交互，所述服务模块（3000）与所述测试模块（1000）连接；
运行在所述上位机（900）上的测试软件读取特定路径的配置文件，加载生成相应的软件界面，然后读取特定路径下的测试序列Sequence相关文件，包括Main文件（1130）、PreUUT文件（1120）、PreUUTLoop文件（1110）、PostUUT文件（1140）、PostUUTLoop文件（1160）和SaveLog文件（1150）文件；
所述PreUUTLoop文件（1110）、所述PreUUT文件（1120）、所述Main文件（1130）、所述PostUUT文件（1140）和所述PostUUTLoop文件（1160）均为csv文件格式；
所述配置文件服务子模块（1200）包括多种配置文件，所述配置文件包括夹具配置文件、Slot数量配置文件和数据库配置文件，所述配置文件为csv文件格式；所述测试序列文件中的所述Main文件（1130）根据测试的需要从所述配置文件中挑选用于具体测试项目测试的夹具、仪器、参数、制图、数据处理的配置信息；
所述测试序列文件包括步骤索引Index、步骤名称Name、步骤使能标志位Enable、步骤类型StepType、调用测试vi名称ViName、测试步骤显示标志位Ui Display、测试步骤记录ResultRecord、测试步骤运行方式Property、限制类型位Limit、重测次数LoopNum、步骤参数InputParameter、测试延时时间Delay和下一步类型Next_Step_CTL；
所述限制类型位Limit用于表示限制类型的名称，限制类型的详细信息记录于Limit文件，所述Limit文件包括限制名称Name、限制上限值UPLimit、限制下限值DownLimit、比较基准Comparis和数值单位Unit，所述Limit文件的格式为csv格式；
所述下一步类型包括直接下一步NEXT、步骤失败转送if fail goto、步骤成功转送ifpass goto、转送指定步骤执行下一步骤goto、强制执行步骤force pass、强制步骤失败force fail和失败时停止执行Stop if fail；
所述数据库模块（2000）还包括日志生成器（2100），所述日志生成器（2100）用于记录所有测试步骤的详细信息，所述测试步骤的详细信息包括测试项目、极限范围、测试结果、开始时间、结束时间和附加信息；
所述数据库模块（2000）包括数据库（2200），所述数据库（2200）为SQLite数据库，所述数据库（2200）与所述数据库交互子模块（1400）连接。
2.一种电力设备测试装置，所述的电力设备测试装置实施如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述电力设备测试装置包括依次连接的电网模拟器（200）、待测设备（100）和双向高压直流源（400），还包括示波器（800）、RLC负载（300）和上位机（900），所述示波器（800）和所述RLC负载（300）分别与所述待测设备（100）连接，所述电网模拟器（200）通过第一开关与所述待测设备（100）连接，所述RLC负载（300）通过第二开关与所述待测设备（100）连接，所述电网模拟器（200）、所述待测设备（100）、所述双向高压直流源（400）、所述示波器（800）、所述RLC负载（300）、所述第一开关和所述第二开关分别与所述上位机（900）连接；
当待测设备（100）为AC/DC设备或PCS设备时，高压电子负载用于拉载所述AC/DC设备的直流输出端的电流，高压电子负载为可编程的电子负载；
所述待测设备（100）包括至少一个功率端口、至少一个信号端口和至少一个通讯端口；
对AC/DC设备的测试包括但不限于版本检测、初始状态检测测试、交流输出侧过欠频保护测试、效率测试、稳流精度测试、稳压精度测试、功率损耗测试、充电效率测试、输出电压测量误差测试和输出电流测量误差测试；
对PCS设备和所述逆变器设备的测试包括但不限于自动开关机功能测试、通信功能测试、最大转换效率测试、MPPT效率测试、转换效率测试、平均加权总效率测试、谐波和波形畸变测试、功率因数测试、三相电路不平衡测试、直流分量测试、有功功率容量测试、有功功率变化率控制测试、有功功率给定值控制测试、有功功率过频降额控制测试、无功功率容量测试、无功功率电压/无功调节测试、无功功率恒无功功率控制测试、无功功率恒功率因数控制测试、电压适应性测试、频率适应性测试、故障穿越测试、电能质量之谐波适应性测试、电能质量之间谐波适应性测试、电能质量之三相电压不平衡适应性测试、电能质量之电压波动和闪变适应性测试、直流输入侧过欠压保护测试、交流输入侧过欠频保护测试、极性或相序错误保护测试、直流输入过载保护测试、防孤岛效应保护测试、恢复并网测试、交流电压精度测试、交流电流精度测试、功率精度测试、直流电压精度测试和直流电流精度测试；
当待测设备（100）为逆变器设备时，RLC负载（300）用于实施逆变器设备孤岛测试时，断开电网模拟器（200）与逆变器设备的连接，直接将RLC负载（300）连接到逆变器设备；
待测设备（100）为AC/DC设备或PCS设备或逆变器设备，逆变器设备为光伏逆变器设备；
所述待测设备（100）为AC/DC设备、PCS设备和光伏逆变器设备中的一种或多种的组合；
所述RLC负载（300）为PV-RLC系列负载；
还包括依次连接的功率分析仪（700）和示波器（800），功率分析仪（700）的第一通道通过第一功率端口与待测设备（100）和电网模拟器（200）连接，功率分析仪（700）的第二通道通过第二功率端口与所述待测设备（100）、双向高压直流源（400）和高压电子负载（500）连接，功率分析仪（700）分别连接示波器（800）的第一示波器端口和第二示波器端口。
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|---|---|---|---|
| CN202310784486.1A CN116500370B (zh) | 2023-06-29 | 2023-06-29 | 一种光伏逆变器孤岛测试方法及其装置 |
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