光伏逆变器测试 - 降低 1500 V 光伏系统的测试成本
案例研究
光伏逆变器测试 - 降低 1500 V 光伏系统的测试成本
由于电动交通（混合动力汽车、电动汽车）和住宅能源管理系统的快速发展，对大功率太阳能电池组的需求也在急剧增加。从 1000 Vdc 向 1,500 Vdc 转变已经成为光伏（PV）系统的最新趋势。
欧洲和亚洲的一些公用设施公司正在加大对高压技术的资本投入，因此上述趋势在这些地区尤为强劲。美国方面，随着相关行业标准和相关认证流程得到解决，这一需求也在开始发力。
根据美国保险商实验室（UL）的说法，提高系统电压可以增加电池组的长度，从而减少直流电力收集系统中所需的合路器的数量和布线数量。而且，这也会降低劳动成本。通过减少线路损耗、提高直流交流功率逆变器的效率，更高电压的系统还可提供更高的财务回报，改善平准化能源成本（LCOE）。LCOE 是衡量大型商业系统和公用事业系统的关键指标。
功率逆变器的能量产出和长期可靠的运行能力是产品致胜的关键指标，因而也是重要的设计目标。目前，串列逆变器应用的最为广泛，它可以收集太阳能电池阵列电池组的输出，并且安装在保险丝盒或电表附近。在新兴技术的推动下，一种安装在每个太阳能电池板上的更小、更紧凑的微型逆变器应运而生。
挑战：减少测试时间，减少冷却措施，执行更多测试
三家知名的光伏系统制造商几乎同时面临类似挑战，他们都选择了是德科技。在生产600 和 1000 Vdc 光伏逆变器的基础上，他们希望扩展到 1500 Vdc。他们在各自的设计和测试流程中都选择了直流电源，以便仿真光伏太阳能阵列的动态特性。在测试过程中，几乎不可能真正使用太阳能电池阵列来提供电力。很明显，原因有二：实验室内没有阳光照射的条件；把测试工作移至户外又不切实际。另外，还有两大原因对于精确测试至关重要：可重复性和可控性。这些属性使得有必要针对多个测试点仿真各种工作条件下的影响 — 光照强度、温度、阴影、日食。
对于 1500 Vdc 逆变器，三大制造商面临着一系列共同挑战。首先，需要在更短时间内测试更多参数，以便更快地将产品推向市场（TTM）。这就需要使用快速、高效和灵活的测试方法，经济高效地评测静态和动态 MPPT（最大功率点跟踪）。其次，大功率逆变器会产生更多热量，因此需要降低测试设施不断攀升的冷却成本。
解决方案：综合采用成熟技术和新兴技术
在与三家制造商逐一会谈之后，是德科技应用专家提出了基于 Keysight N8957APV 光伏阵列仿真器的解决方案。仿真器拥有专门解决上述挑战的四大功能：1500 Vdc 输出电压；1000 Vdc 隔离电压；自动量程调节；以及易用性。配备1000 和 1500 Vdc 的功能之后，工程师们可以轻松满足针对成熟技术和新兴太阳能技术的测试要求。例如，可以快速创建、显示和实现 PV/太阳能 I-V 曲线，从而快速、全面地测试逆变器的效率和 MPPT 算法（图 1）。
除了自动量程调节功能以外，N8957APV 还可兼作电源，沿着最大功率曲线，提供各种组合的更高电压或更高电流（图 2）。是德科技解决方案还特别提供了 1500 V/10 A 至500 V/30 A 的连续 V/I 组合。这意味着制造商不需要投资购买多个电源。这既降低了设备成本，又节省了工作台空间。
光伏制造工程师可以轻松访问上述高级功能，因此他们对 N8957APV 的易用性非常赞赏。例如，只需简单地输入测试参数，例如 Pmp、Vmp 等，然后点击“开始测试”（Start Test）按钮。太阳能电池阵列仿真器（SAS）控制软件能够按照指定格式自动创建所需的报告，节省了数据记录和报告生成的时间，消除了繁琐耗时的操作过程（参见图 3）。
成果：削减了 66% 的设备成本
是德科技的多功能解决方案套件可以帮助制造商更快地把设计投入生产，使他们发运更高功率的逆变器时更有信心。其中最重要的一个前期收益是设备上的资本投入大幅减少了 66%。
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