一、IVT系列產(chǎn)品概述
合肥工業(yè)大學(xué)能源研究所（教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心）為解決光伏發(fā)電系統(tǒng)驗收及系統(tǒng)維護問題，早在2001年即開始研究光伏陣列測試工具，近年來多次在國際、國內(nèi)核心期刊發(fā)表相關(guān)論文，是國內(nèi)最早也是唯一一家從事光伏陣列測試儀研究的國家級研究單位。合肥科威爾電源系統(tǒng)有限公司（Kewell）依托合肥工業(yè)大學(xué)能源研究所在光伏行業(yè)多年的研究經(jīng)驗及成果，聯(lián)合開發(fā)出Kewell便攜式I-V曲線測試儀IVT系列，產(chǎn)品覆蓋30KW/200KW/500KW/1MW四種功率等級，用來測量光伏陣列的直流輸出。測量的意圖包括光伏電站的評估、檢查光伏發(fā)電系統(tǒng)的錯誤、光伏電站的驗收和維護光伏發(fā)電系統(tǒng)。IVT系列采用電容負載的方法來測量I-V曲線使得它可以測大功率的系統(tǒng)。產(chǎn)品具有設(shè)計尺寸緊湊、測試性能高、精度高等特點。
在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏陣列作為將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，在系統(tǒng)中無論從成本上還是功能上都占有重要地位。因此就需要光伏陣列I-V曲線測試設(shè)備對光伏陣列進行合理的配置，從而優(yōu)化太陽能電站的設(shè)計，提高光伏陣列的利用效率。相信隨著光伏陣列特性I-V曲線現(xiàn)場測試設(shè)備功能的不斷完善，其在未來的太陽能電站的設(shè)計和建設(shè)中將起到越來越重要的作用。
光伏陣列的發(fā)電量從理論上來說是組成陣列的所有單塊太陽電池組件發(fā)電量的總和，但在實際中光伏陣列的發(fā)電量卻往往大大低于理論設(shè)計要求，這是由于太陽能發(fā)電所受的制約因素相當(dāng)多。究其內(nèi)部原因，包括單塊電池自身特性差異引起的聯(lián)接組合效率損失，單塊電池損壞、電池老化等等，而外界環(huán)境因素則包括陣列的電池的安裝、電池板的潔凈程度、組合規(guī)則等。即使對于同一塊光伏陣列來說，外界環(huán)境溫度、日照強度、風(fēng)速、運行時間等外界條件的變化，也均會引起光伏系統(tǒng)的發(fā)電量、系統(tǒng)效率等的變化。這一系列不確定的影響因素會導(dǎo)致理論設(shè)計合理的光伏系統(tǒng)，在實際運行時發(fā)電量與設(shè)計要求誤差較大。因而對于任何的光伏系統(tǒng)都只能在具體實踐中根據(jù)安裝的實際環(huán)境條件確定真正的發(fā)電量和系統(tǒng)效率。光伏陣列的現(xiàn)場測試結(jié)果是分析和評價光伏陣列發(fā)電效率的重要依據(jù)之一。
二、主要特點
l 選用高精度采樣芯片，超高速率采樣，電壓測量精度≤±1V，電流測量精度≤±0.1A，領(lǐng)先行業(yè)內(nèi)其他(同類)產(chǎn)品；
l 測試精度覆蓋全功率段，無需檔位切換；
l 可以連續(xù)測量，無需等待；
l LCD大屏幕顯示，測試數(shù)據(jù)及曲線直觀易讀，無需另接上位機；
l 觸摸式操作，一鍵測量，操作簡便；
l 測試數(shù)據(jù)實時存儲功能，適合野外作業(yè)；
l 內(nèi)置大容量鋰離子電池，一次充電長時間使用;
l 完善的上位機數(shù)據(jù)管理軟件;
l 中文操作界面。
l 設(shè)計針對不同電壓、電流等級，滿足大范圍電壓、電流等級的光伏陣列測量；
l 根據(jù)不同的光伏陣列等級，整個數(shù)據(jù)采集的過程覆蓋電容充電的全過程，完整浮現(xiàn)I-V特性曲線；
l 在測量過程中，可能會遇到各種千擾，對于數(shù)據(jù)的平滑處理能夠減少噪聲干擾的影響，因而數(shù)字濾波是必不可少的環(huán)節(jié)；
l 作為和用戶直接聯(lián)系的用戶界面設(shè)計，顯示界面必須簡潔、方便，并能夠以圖形方式顯示I-V 特性曲線，能夠直觀掌握測試系統(tǒng)的運行狀態(tài)，能夠?qū)y量中的異常情況進行提示和報警處理；
l 建立基于短路電流、開路電壓、環(huán)境溫度和日照強度等參數(shù)的光伏陣列的工程用數(shù)學(xué)物理模型；
l 根據(jù)光伏陣列的工程用數(shù)學(xué)物理模型和溫度、照度與光伏陣列特性的關(guān)系式，確定適合計算機求解的預(yù)估算法；
l 根據(jù)測量光伏陣列中的測試參數(shù)，結(jié)合光伏陣列的物理數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)在標(biāo)準(zhǔn)溫度和照度條件下的特性曲線，并以適合的形式顯示；
l 設(shè)計良好的數(shù)據(jù)接口，可以對采集的數(shù)據(jù)、陣列的特征參數(shù)、重要的預(yù)估數(shù)據(jù)等進行存儲和管理；
l 測控軟件具有良好的用戶界面，方便進行各種操作，可以在多組曲線中選擇任意一組，對于不需要的曲線可以刪除。
三、性能指標(biāo)
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產(chǎn)品型號 |
IVT-30-1000 |
IVT-200-1000 |
IVT-500-1000 |
IVT-1000-1000 |
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電壓測量范圍 |
10～1000V |
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電流測量范圍 |
0.1～30A |
0.3～200A |
3～500A |
5～1000A |
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電壓測量精度 |
≤±1V |
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測試時間 |
≤10s |
≤20s |
≤25s |
≤30s |
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電流測量精度 |
≤±0.1A |
≤±0.1A |
≤±0.5A |
≤±1A |
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★ 符合標(biāo)準(zhǔn)：
1、IEC 62446：2009《并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：技術(shù)資料，委托檢測和驗收測試的最低要求》標(biāo)準(zhǔn)；
2、根據(jù)國家認證認可監(jiān)督管理委員會/北京鑒衡認證中心發(fā)布的CGC/GF003.1；2009《并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)工程驗收技術(shù)規(guī)范第1部分：電氣設(shè)備》的光伏電站驗收要求。
四、測試項目
1、I-V特性：包括：開路電壓Vo、短路電流Is、最大輸出功率Pm、最大輸出功率下的電壓Vpm、最大輸出功率下電流Ipm、填充因子
2、太陽光輻照度（可選配）
五、測試原理
本產(chǎn)品采用動態(tài)電容充電方式，動態(tài)電容充電現(xiàn)場測試方法是根據(jù)電容的特性，把電容當(dāng)成光伏陣列的可變負載，通過光伏陣列給電容充電整個過程的電流和電壓采樣，來測試光伏陣列的伏安特性曲線。
六、操作界面
系統(tǒng)開機后，液晶屏顯示如下圖1所示圖片：
圖1
隨即進入功能選擇界面如圖2所示圖片：
圖2
功能選擇界面，點擊圖標(biāo)即可進入相應(yīng)功能；
（1）當(dāng)點擊測量時，出現(xiàn)如下圖3所示圖片：
圖3
如上圖所示，可以將所測數(shù)據(jù)及曲線，進行選擇性存儲、查看等操作；還可以將當(dāng)前環(huán)境（輻照度、溫度）下所測的實際參數(shù)通過“STC”鍵轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)條件下的特性參數(shù)。
（2）點擊數(shù)據(jù)管理時出現(xiàn)圖4所示圖片：
連接好數(shù)據(jù)線即可導(dǎo)出所有測量數(shù)據(jù)，并可通過上位機軟件繪出曲線圖；
圖4
七、上位機管理軟件操作界面
此數(shù)據(jù)管理軟件是通過USB數(shù)據(jù)線進行上位機與IV測試儀的連接。
通過數(shù)據(jù)管理軟件可讀取所存儲的參數(shù)及曲線圖片，所有數(shù)據(jù)以時間為名稱按時間排列，如圖5所示：
圖5
為了便于您對所測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)管理軟件還可生成你所需的Excel表格，如圖6所示：
