光伏模拟器

提高逆变器的性能

是德科技的光伏 (PV) 模拟器包括用于准确测试单个最大功率点跟踪 (MPPT) 逆变器的硬件和软件。使用单电源测试高达 2000 V 和 60 A 的 PV 电压。DG9000 系列软件许可证可用于测试具有 4-、8- 或 12-MPPT 通道的组串逆变器。大多数串式逆变器解决方案一次测试一个 MPPT 通道——导致测试不准确。Keysight DG9000 高级光伏逆变器软件最多可同时测试 12 个 MPPT 通道。

• 在 3U 封装中输出高达 2000 V 和 30 kW

• 使用并联单元测试高达 600 kW 的通道

• 选择内置曲线或使用多达 1024 个点创建自定义表格

• DG9000 系列软件简化了单和多 MPPT 逆变器测试

• 用作直流电源的标准 30 kW 自动量程电源

• 连接性包括 LAN（LXI Core）、USB 和 GPIB

先进的光伏逆变器测试软件

无论您的逆变器有 1 个还是 12 个 MPPT 通道，是德科技的串式逆变器测试解决方案都可以帮助您超越当前的测试标准，极大限度地提高性能。是德科技的光伏解决方案使您能够优化最大功率点跟踪 (MPPT) 算法和设备。使用 DG9000 系列软件，您可以同时测试多个 MPPT 通道。

型号：KEYSIGHT PV8900系列 光伏模拟器

PV8921A 光伏阵列模拟器，1500 V，400/480 VAC

Keysight PV8921A 光伏 (PV) 阵列模拟器使您能够开发、验证和优化逆变器最大功率点跟踪算法的性能。

PV8922A 光伏阵列模拟器，2000 V，400/480 VAC

Keysight PV8922A 光伏 (PV) 阵列模拟器使您能够开发、验证和优化逆变器最大功率点跟踪算法的性能。

PV8931A 光伏阵列模拟器，1500 V，60 A，30kW，400/480 VAC

Keysight PV8931A 光伏阵列模拟器使您能够开发、验证和优化逆变器最大功率点跟踪算法的性能。

PV8932A 光伏阵列模拟器，2000 V，30 A，30kW，400/480 VAC

Keysight PV8932A 光伏阵列模拟器使您能够开发、验证和优化逆变器最大功率点跟踪算法的性能。

一、光伏发电和光伏逆变器趋势 近年来，环境污染、气候变暖和全球能源危机倍受关注，同时人们对能源需求在日益增大,许多不可以再生资源面临着枯竭,从而加剧了能源危机。 因此，可再生能源成为各国能源发展的战略选择,而风电和光伏发电又成为重中之重,全球风电,光伏装机容量一路高歌猛进。 根据“全球太阳能需求监测"报告，随着光伏电池、逆变器等主要部件成本的进一步降低， 最近投标的光伏发电项目平均 PPA（Purchase Price Allocation,合并对价分摊）已经能够与煤炭天然气成本竞争，同时系统平衡成本仍将占大型光伏电站项目成本的很大份额。效率改进，高效组件和 1500V 系统将提供 BOS（Balance of System,光伏组件外的开支，如土建，工程安装，项目设计，工程验收等费用）成本节省，帮助太阳能赢得与其他发电系统的竞争。 光伏屋顶和大型光伏发电场是目前主要的两种光伏发电模式，光伏屋顶通常使用微型逆变器直接并网，而光伏电站则需要将成千上万个光伏电池，通过集中式大型逆变器（MW 级）或者将光伏电池分成若干组，每组或多组通过组串式逆变器（15-100KW）汇流后并入电网。如上图所示，当由部分光伏电池出现遮挡或问题时，集中式逆变器系统整体效率会受到影响，而组串式系统中只有受到遮挡的部分效率降低。另外一个问题时，当系统出现问题时，如逆变器宕机，集中式整体系统对当地电网将产生巨大的供电缺口，影响企业生产和居民的正常用电。而组串式采用分布式逆变器，个别逆变器出现异常，不会造成集中式类似的验证供电影响。以下为采用 1500V / 组串式 2.5MW 光伏电站的光伏电池模组、逆变器、汇流箱等硬件数量，以及与1000V 光伏系统的比较，综合来说，采用 1500V 光伏系统可以节省约 30%的成本。

二、多输入光伏逆变器 MPPT 综合效率测试 2.1 MPPT 的定义 MPPT（Maximum Power Point Tracker）是光伏逆变器评价的关键性指标，性能优异的光伏逆变器MPPT 效率高达 99.9%以上。我们先通过几张图来了解光伏电池的输出特性和什么是 MPPT？下图是 Keysight DG9000A 多路光伏模拟器软件中编辑光伏电池组输出 IV 和 PV 曲线和列表的界面。图中分成三个部分：光伏模组参数输入区（红色），V/I/P 数据列表区（橙色）,I-V,P-V 曲线区（黄色）。光伏电池通常是采用硅基材料制作，典型的有单晶硅、多晶硅电池，其等效电路如下： 在光伏电池的 I-V 曲线上，最重要的三个点（不包括 0， 四个参数 Isc/Voc/Imax/Vmax）： 短路点： 电压 = 0V， 电流 = Isc开路点： 电压 = Voc，电流 = 0A最大功率点： 电压 = Vmax, 电流 = Imax, 功率 = Pmax同时，曲线上其他点的电压和电流关系公式为：按照公式，光伏模拟器只需要知道 Isc,Voc,Imax,Vmax，就可以计算出从 0V 到 Voc 所有电压和电流值，同时绘制出光伏电池的曲线。典型的 n 值为 1024，也有些光伏模拟器取 n=256 或 n=4096。 光伏电池的输出 I-V 曲线受光照强弱（Isc 变化显著）、温度高低（Voc 变化显著）变化非常巨大。 因此，为了保证投资效益，光伏发电系统必须时刻保持在最大的功率输出，这就是最大功率追踪 MPPT！2.2 MPPT 的测试 如上所述， MPPT 测试就是要验证光伏逆变器是否能够追踪和时刻保持在光伏电池最大的功率点Pmax，下图为 DG9000A 软件中光伏曲线和当前逆变器工作点（红点）和 效率。MPPT 测试时需要使用 可以模拟光伏特性的电源（通常之为光伏模拟器，如 是德科技的 E4360A, N8957APV，PV8922A 等）,并配合模拟器控制和测量软件完成复杂的综合 MPPT 效率测量。 考虑到太阳光照射到光伏电池随季节和气候的变化，甚至一天内早、中、晚光照强度和角度变化的影响，必须测试光伏逆变器在各种条件下的 MPPT 效率。因此，光伏逆变器行业协会将 MPPT 测试分成 静态 MPPT 和动态 MPPT，给每种状态不同的权重（系数）,计算出综合加权 MPPT 效率值。如下表为 CGC 定义的各种光照强度对应的系数，负载点 = 1.0 表示zui强光照条件下， 对应的权重系数为 0.15(15%)，0.75 光照强度的权重为 37%。2.2.1 静态 MPPT 测量 下图为 DG8900 软件 MPPT 效率测试界面，按照标准要求，依此模拟和测量光伏电池在 5%，10%，20%，30%，50%，70%，100%时的 MPPT 效率，然后按照标准权重系数计算出加权效率。 为了方便研发工程师快速和全面的评估逆变器在各种光照条件下，DG9000A 软件提供了光照强度缩放（SCALE）功能。工程师可以一键式设置到任意的光照强度，如下图调整到 5% (即 50 W/m2)。 以上讨论的标准中对光伏逆变器静态 MPPT 效率的测试，然而现实中的光伏电池模组场景要比标准定义复杂的多。如上文提到的部分光伏电池遮挡或顺坏时，集中式逆变器效率会整体大大下降，此时光伏电池阵列输出的合成曲线不同于光照强度下降,最大功率点 Pmax 对应的电压 Vmax 会很大变化。 光照强度变化时的 Vmax 变化 局部遮挡时的 Vmax 变化 DG9000A 光伏模拟器软件可以控制多台 PV9822A 光伏模拟器，每一台模拟器输出不同的 I-V 曲线，并输入到同一个 MPPT 电路，实现复杂的光伏曲线 MPPT 测试。如下图所示，如果上述集中式光伏逆变器保持在无遮挡时的工作电压，只能获得大约 72%的MPPT 效率。 再配合上述曲线缩放（SCALE），可测量在具备光伏模组异常时系统的静态效率。