专利名称：太阳能光伏阵列i-v特性的检测装置的制作方法
技术领域：
太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置技术领域[0001]本实用新型涉及光伏行业ι-v特性的检测仪器领域，具体是一种用于太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置。
背景技术：
[0002]依据国家GBT18210-2000《晶体硅光伏(PV)方阵I-V特性的现场测量》给出了相应的技术要求。在投入运行后的20年内，电站运营方也要不断对光伏电站各子阵列的I-V 特性进行测试，以便维护维修。行业标准GBT 6495. 4-1996晶体硅光伏器件的I-V实测特性的温度和辐照度修正方法进行输出功率的修正，实现数据在线比较。[0003]由于技术原因，光伏行业目前I-V特性测试分析仪器都是针对单个PV电池组件的，最大测试功率通常不超过10kW，远远不能满足光伏电站需要。以IOMW光伏电站为例，大约由至少单位功率IOOkW的100个子阵列组成。因此，大功率的光伏阵列性能测量和鉴定一直是光伏行业的难题。[0004]光伏组件I-V特性检测可使用脉冲式太阳光模拟器或者恒定光模拟器。但是，由于光谱与太阳光匹配度的不同；由于点光源照射在样品上，因入射角度和光线距离的不同而产生的照度不均匀性；由于光脉冲形状和持续时间的不同；由于组合灯光源中各个灯之间的光性能差异，都必然导致测试结果与太阳光下实际应用情况有较大差异，也导致各实验室之间的测试结果有较大差异。所以依照GBT18210-2000《晶体硅光伏(PV)方阵I-V特性的现场测量》和GBT6495. 4-1996晶体硅光伏器件的I-V实测特性的温度和辐照度修正方法，进行输出功率的修正，从而对实际电站发电做客观的评估和测量。[0005]对于聚光型光伏发电系统，由于聚光器曲线和光学轴心定位的特殊要求，使得测量用入射光必须为平行光，这一要求否定了点光源脉冲模拟器的使用，而恒定光模拟器也因其光源尺寸很难与聚光器尺寸匹配或测试功率过大而实际不可行。[0006]就光伏阵列I-V特性测量而言，由于光伏阵列功率大O IOOkff)和要求瞬间测量而不可能现场使用传统的功率测量方法，包括使用程控负载等方法。而由于光伏阵列电压高，电流大，目前也尚无可用的I-V特性I-V数据采集系统。[0007]为了解决以上问题，本实用新型做了有益改进。实用新型内容[0008](一)要解决的技术问题[0009]本实用新型的目的是提供一种应用电容器充电测量原理来测量大功率太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置。[0010](二)技术方案[0011]本实用新型是通过以下技术方案实现的一种太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置，其特征在于，包括充电测试电路和I-V数据采集系统，所述的充电测试电路包括电容器，所述的电容器与所述的I-V数据采集系统相连。路中设有第一电路控制开关和第二电路控制开关；所述的第一电路控制开关与所述的电容器、电流取样电阻依次串联连接；所述的第二电路控制开关与所述的电压取样电阻串联连接从而构成充电测试电路的分路，该分路与所述的电容器并联连接。[0014]其中，所述的第一电路控制开关和第二电路控制开关分别与I-V数据采集系统相连。[0015]而且，所述的第一电路控制开关和第二电路控制开关分别为灭弧继电器开关。[0016]此外，该检测装置还包括计算机数据处理系统，所述的计算机数据处理系统与所述的I-V数据采集系统相连。[0017]此外，该检测装置还包括单晶硅电池传感器和温度热电偶，所述的单晶硅电池传感器和温度热电偶分别与所述的I-V数据采集系统连接。[0018](三)有益效果[0019]与现有技术和产品相比，本实用新型有如下优点[0020]I.本实用新型应用电容器充电测量原理，能够对大功率的光伏阵列性能进行准确快速地测量和鉴定，并且操作方便、安全；[0021]2.本实用新型充分考虑检测现场中各种环境因素，能够对功率进行修正，以便进行标准条件下的最大功率推算，从而使检测装置达到准确测量分析的效果。


[0022]图I是本实用新型的模块连接示意图；[0023]图2是本实用新型的充电测试电路的电路图。[0024]I、光伏阵列，2、充电测试电路，21、第一电路控制开关，22、第二电路控制开关，23、 电容器，3、I-V数据采集系统，31、电流取样电阻，32、电压取样电阻，4、计算机数据处理系统，5、太阳光辐照度监测标定系统。
具体实施方式
[0025]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做一个详细的说明。[0026]光伏阵列的IV特性是光伏电站验收鉴定检测、日常维护测试必不可少的测试项目。如图I所示，一种太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置，该装置包括充电测试电路2、 I-V数据采集系统3和计算机数据处理系统4。[0027]如图2所示，太阳能光伏阵列I向充电测试电路2放电，该充电测试电路2中设有电容器23，I-V数据采集系统3连接充电测试电路2，采集充电测试电路2的电流和电容器 23的电压数据。I-V数据采集系统3所采集到的数据都传输至计算机数据处理系统4进行分析。对于采集到的数据，计算机数据处理系统4首先以曲线图形显示出来，用户可以借助图形的畸变和长期积累的经验，来分析被测阵列存在的问题，包括热斑、接触不好、个别组串损坏等。[0028]在充电测试电路2中，电容器23的两端分别与光伏阵列I相连；I-V数据采集系统3包括电流取样电阻31和电压取样电阻32 ;所述的电流取样电阻31与所述的电容器23 串联连接，所述的电压取样电阻32与该电容器23并联连接。此外，充电测试电路中设有第一电路控制开关21和第二电路控制开关22，它们分别与I-V数据采集系统3相连；第一电路控制开21与所述的电容器23、电流取样电阻31依次串联连接；第二电路控制开关22与所电压取样电阻32串联连接从而构成该充电回路的分路，该分路与所述的电容器23并联连接。第一电路控制开关21和第二电路控制开关22都采用大功率灭弧继电器开关，增加检测装置的安全系数。[0029]该充电测试电路2对太阳能光伏阵列进行数据采集的原理在该电路中的电容器 23在刚开始充电时，阻抗很低几乎为零，充电回路相当于短路，此时的数据即为短路电流； 当电容器23充电结束时，阻抗非常大，充电回路相当于开路，此时的数据即为开路电压。在电容器23的充电过程中，电容的阻抗从零变化到无穷大，这就相当于光伏阵列的负载从零变化到无穷大。[0030]电容器23上的电压V和充电电流I的关系也同时反映了光伏阵列I的当前电压和电流关系。对电容器23整个充电过程的电压电流进行采样，这些采样点的组合就构成了当前环境条件下的阵列IV特性曲线，知道了 I-V的对应关系，计算机数据处理系统4上设有专用软件就可以计算出最大功率并绘制成曲线。整个测量过程描述如下首先ι-v数据采集系统3向第二电路控制开关22发控制信号，使第二电路控制开关22闭合，通过功率电阻R把电容上残余的电量消耗掉，使电容保持零初时状态。然后，I-V数据采集系统3向第二电路控制开关22发控制信号去使其断开，向第一电路控制开关21发电路控制信号去使其闭合，同时控制电压米样电阻31、电流米样电阻32按合适的米样速度对电容器23充电整个过程的电压、电流进行采样。第一电路控制开关21刚闭合时，流过电容器23的充电电流就是光伏阵列I的短路电流I ;当流过电容器23的充电电流为零时，表示电容器23充电过程结束，此时采样的电压就是光伏阵列I的开路电压V。这种方法只要选取适当的电容、开关(容量足够大)，理论上可以测量任意光伏阵列的特性。[0031]I-V数据采集系统3内设有数据处理器，具有将测量结果推算到标准条件数据的功能，推算因素按行业公认的辐照度和背板温度。推算因子也采用目前光伏行业公认的或国际推荐的推算因子。该光伏阵列I-V特性的检测装置还设有太阳光辐照度监测标定系统 5，该系统包括单晶硅电池传感器和温度热电偶，该单晶硅电池传感器和温度热电偶分别与 I-V数据采集系统3相连，目的是在于检测现场太阳光辐照强度和环境温度，以便进行标准条件下最大功率的推算。[0032]该检测装置填补了国内大功率光伏IV特性测量的空白，进行大功率测试时间短， 并且测试结果可以通过曲线来判定是否存在大的问题；在该装置的计算机数据处理系统4 中，通过软件直接将分析数据转换STC，更有助于分析电站实际发电能力；另外，可以通过外部校准使其准确度可以溯源到国家基准，与国家基准进行比对和给出误差。所有的测试数据都没有人为植入经验公式，人为添加因子或人为修正。按照户外、大功率使用要求进行设计的，但是也可以用在100W以上的光伏组件的测试。[0033]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置，其特征在于，包括充电测试电路和I-V数据采集系统，所述的充电测试电路包括电容器，所述的电容器与所述的I-V数据采集系统相连。
2.根据权利要求I所述的太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置，其特征在于，所述的I-V数据采集系统包括电流取样电阻和电压取样电阻；所述的电流取样电阻与所述的电容器串联连接，所述的电压取样电阻与该电容器并联连接。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置，其特征在于，所述的充电测试电路中设有第一电路控制开关和第二电路控制开关；所述的第一电路控制开关与所述的电容器、电流取样电阻依次串联连接；所述的第二电路控制开关与所述的电压取样电阻串联连接从而构成该充电测试电路的分路，该分路与所述的电容器并联连接。
4.根据权利要求2所述的太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置，其特征在于，所述的第一电路控制开关和第二电路控制开关分别与ι-v数据采集系统相连。
5.根据权利要求2所述的太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置，其特征在于，所述的第一电路控制开关和第二电路控制开关分别为灭弧继电器开关。
6.根据权利要求I所述的太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置，其特征在于，还包括计算机数据处理系统，所述的计算机数据处理系统与所述的I-V数据采集系统相连。
7.根据权利要求1-6任一项所述的太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置，其特征在干，该检测装置还包括单晶硅电池传感器和温度热电偶，所述的单晶硅电池传感器和温度热电偶分别与所述的I-V数据采集系统连接。
专利摘要本实用新型涉及光伏行业I-V特性的检测仪器领域，具体是一种用于太阳能光伏阵列I-V特性的检测装置，包括充电测试电路、I-V数据采集系统，所述的充电测试电路包括电容器，所述的电容器与所述的I-V数据采集系统相连。本实用新型应用电容器充电测量原理，能够对大功率的光伏阵列性能进行准确快速地测量和鉴定，并且操作方便、安全；其充分考虑检测现场中各种环境因素，能够对功率进行修正，以便进行标准条件下的最大功率推算，从而使检测装置达到准确测量分析的效果。
文档编号G01R31/26GK202815166SQ20122044405
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者张进滨 申请人:北京群菱能源科技有限公司