本實用新型涉及電子器件測試領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏逆變器測試裝置。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今能源短缺的形勢下，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成為各國加緊步伐發(fā)展的新能源技術(shù)，作為光伏發(fā)電系統(tǒng)不可缺少的核心部件，光伏逆變器的性能關(guān)系到光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量、運行可靠性等，因此，光伏逆變器在出廠之前，需對其進(jìn)行測試，以保證光伏逆變器符合相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

由于光伏逆變器應(yīng)用工況較難模擬，人力重復(fù)測試較為繁瑣，目前國內(nèi)檢測手法有限，多數(shù)測試局限于出廠前的老化試驗，產(chǎn)品存在的潛在失效模式難以暴露，導(dǎo)致光伏逆變器投入市場后，在保修期內(nèi)故障率較高。

因此亟需一種測試裝置來對光伏逆變器的壽命進(jìn)行自動化測試，提高測試效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種光伏逆變器測試裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中對光伏逆變器進(jìn)行壽命測試時需要人工重復(fù)測試，測試效率低下的技術(shù)問題。

本實用新型提供一種光伏逆變器測試裝置，包括：

電源模塊、開關(guān)電路和邏輯控制模塊，其中，電源模塊和開關(guān)電路均與待測光伏逆變器和邏輯控制模塊連接；

電源模塊用于為待測光伏逆變器提供輸入電流；

開關(guān)電路用于控制待測光伏逆變器的電網(wǎng)連接情況；

邏輯控制模塊用于控制電源模塊和開關(guān)電路的工作狀態(tài)。

進(jìn)一步的，電源模塊包括相互連接的變壓電路和整流濾波電路，其中，整流濾波電路還與待測光伏逆變器的輸入端相連。

進(jìn)一步的，變壓電路包括隔離變壓器和第一接觸器，其中，隔離變壓器的初級繞組與電源相連，次級繞組與第一接觸器相連形成次級繞組電路，次級繞組電路與整流濾波電路相連。

進(jìn)一步的，隔離變壓器的次級繞組電路有多個，多個次級繞組電路分別與整流濾波電路相連。

進(jìn)一步的，變壓電路還包括與初級繞組連接的熔斷器。

進(jìn)一步的，開關(guān)電路包括第二接觸器，所述第二接觸器與待測光伏逆變器的輸出端相連。

進(jìn)一步的，邏輯控制模塊包括可編程邏輯控制器，第一接觸器和第二接觸器均與可編程邏輯控制器相連。

本實用新型提供的光伏逆變器測試裝置，通過電源模塊為待測光伏逆變器提供輸入電流，通過開關(guān)電路控制待測光伏逆變器的電網(wǎng)連接情況，同時利用邏輯控制模塊自動控制電源模塊和開關(guān)電路的工作狀態(tài)，以此來檢驗待測光伏逆變器在反復(fù)開關(guān)機、斷網(wǎng)并網(wǎng)工況下的電氣性能和器件特性等參數(shù)是否符合壽命要求，使用上述裝置對待測光伏逆變器進(jìn)行測試時，整個測試過程自動化進(jìn)行，無需人工手動操作，在提高測試效率的同時也提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本實用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1為本實用新型實施例一提供的光伏逆變器測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例二提供的光伏逆變器測試裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實際的比例繪制。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。

實施例一

圖1為本實用新型實施例一提供的光伏逆變器測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，本實施例提供一種光伏逆變器測試裝置1，包括：電源模塊11、開關(guān)電路12和邏輯控制模塊13，其中，電源模塊11和開關(guān)電路12均與待測光伏逆變器2和邏輯控制模塊13連接；電源模塊11用于為待測光伏逆變器2提供輸入電流；開關(guān)電路12用于控制待測光伏逆變器2的電網(wǎng)連接情況；邏輯控制模塊13用于控制電源模塊11和開關(guān)電路12的工作狀態(tài)。

具體的，電源模塊11用于測試時為待測光伏逆變器2提供輸入電流，模擬真實日照情況下為待測光伏逆變器2提供直流電的情況，如在模擬日照強度對輸入電壓高低的變化時，電源模塊11為待測光伏逆變器2提供的對應(yīng)的輸入電壓為210/425VDC，開關(guān)電路12控制待測光伏逆變器2的電網(wǎng)連接情況，如模擬待測光伏逆變器2并網(wǎng)、斷網(wǎng)時的工況。邏輯控制模塊13控制電源模塊11和開關(guān)電路12的工作狀態(tài)，如通過控制電源模塊11來控制待測光伏逆變器2的上電情況，通過控制開關(guān)電路12來控制待測光伏逆變器2的電網(wǎng)連接情況，從而實現(xiàn)對待測光伏逆變器2的自動化壽命測試。

本實施例提供的光伏逆變器測試裝置，利用邏輯控制模塊自動控制電源模塊和開關(guān)電路的工作狀態(tài)，以此來檢驗待測光伏逆變器在反復(fù)開關(guān)機、斷網(wǎng)并網(wǎng)工況下的電氣性能和器件特性等參數(shù)是否符合壽命要求，整個測試過程自動化進(jìn)行，無需人工手動操作，通過自動化壽命測試暴露故障，分析和審查產(chǎn)品在開發(fā)設(shè)計、器件選型、及工藝等方面是否存在問題，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行規(guī)避，在提高測試效率的同時也提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

實施例二

本實施例是在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行的補充說明。

圖2為本實用新型實施例二提供的光伏逆變器測試裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2所示，本實施例提供一種光伏逆變器測試裝置1，其中，電源模塊11包括相互連接的變壓電路111和整流濾波電路112，其中，整流濾波電路112還與待測光伏逆變器2的輸入端相連。

優(yōu)選的，變壓電路111包括隔離變壓器和第一接觸器K1，其中，隔離變壓器的初級繞組T1與電源相連，次級繞組a與第一接觸器K1相連形成次級繞組電路，次級繞組電路與整流濾波電路112相連。變壓電路111將電源(即市電)變壓為光伏逆變器測試裝置1需要的交流電壓等級。

優(yōu)選的，整流濾波電路112由整流橋MDC200-16、緩沖電阻R1、第三接觸器K3、電解電容(C1、C2、C3、C4)和均壓電阻(R2、R3、R4、R5)組成，作用是把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榇郎y光伏逆變器2所需要的穩(wěn)定直流輸入電壓。

優(yōu)選的，隔離變壓器的次級繞組電路有多個，多個次級繞組電路分別與整流濾波電路相連。在本實施例中，如圖2所示，隔離變壓器的次級繞組電路有2個，次級繞組a和次級繞組b，次級繞組a用于提供三相300VAC，次級繞組b用于提供三相150VAC，通過邏輯控制模塊13控制第一接觸器K1和第一接觸器K2的通斷來實現(xiàn)150/300VAC交流電壓輸入的切換。

優(yōu)選的，變壓電路111還包括與初級繞組T1連接的熔斷器，實現(xiàn)次級繞組的短路保護(hù)。

優(yōu)選的，開關(guān)電路包括第二接觸器K4，第二接觸器K4與待測光伏逆變器2的輸出端相連。邏輯控制模塊13通過控制第二接觸器K4來模擬待測光伏逆變器2的并網(wǎng)、斷網(wǎng)工況。

優(yōu)選的，邏輯控制模塊包括可編程邏輯控制器，第一接觸器和第二接觸器均與可編程邏輯控制器相連?？删幊踢壿嬁刂破魍ㄟ^中間繼電器來控制第一接觸器和第二接觸器所對應(yīng)線圈電壓的通斷。

以下對使用上述裝置進(jìn)行壽命測試的過程進(jìn)行說明。

通過可編程邏輯控制器控制K1和K2，實現(xiàn)150/300VAC交流電壓輸入切換，此時待測光伏逆變器對應(yīng)的輸入電壓為210/425VDC，以模擬日照強度對輸入電壓高低的變化，通過可編程邏輯控制器控制K4實現(xiàn)并網(wǎng)/斷網(wǎng)，以模擬一天時間內(nèi)待測光伏逆變器并網(wǎng)/斷網(wǎng)的工況。

計算環(huán)境溫度：通過如下公式計算出待測光伏逆變器所處的模擬環(huán)境溫度：

溫度的加速因子由Arrhenius模型計算：

$T_{AF}=\frac{L_{normal}}{L_{stress}}=\exp \[\frac{E_a}{k}\×(\frac{1}{T_{normal}}-\frac{1}{T_{stress}})\];$

其中，L_normal為正常應(yīng)力下的壽命，L_stress為高溫下的壽命，L_normal為室溫絕對溫度，L_stress為高溫下的絕對溫度，E_a為失效反應(yīng)的活化能(eV)，k為Boltzmann常數(shù)，8.62×10－5eV/K。

根據(jù)Arrhenius推論，對于單應(yīng)力條件簡化的加速系數(shù)計算公式為：

但，ΔT＝T-TN

θT＝T-TN

θr＝(T·TN LN2)/B

電子產(chǎn)品的θr經(jīng)驗值為10℃，電子產(chǎn)品在接近常溫時，每上升10℃，壽命減少2/3。

參考待測光伏逆變器應(yīng)用工況，正常工作溫度24℃，假定平均日照時間為8小時，按設(shè)定8倍加速系數(shù)計算，1小時加速試驗?zāi)M8小時常溫工作對應(yīng)的試驗溫度約為50℃。

即在50℃條件下進(jìn)行加速壽命試驗，光伏產(chǎn)品1小時工作時間等效于正常條件下工作1天。按待測光伏逆變器5年質(zhì)保期計算，其使用時間約為5*365+2＝1827天(最大閏2日)，對應(yīng)加速壽命試驗時間為1827小時。

設(shè)置測試條件：50℃恒溫，恒壓模式并網(wǎng)滿載運行；

壽命試驗開始時間：2015年4月30日15時30分；

壽命試驗結(jié)束時間：2015年7月15日17時30分；

合計試驗時間：1827小時；

可編程邏輯控制器控制邏輯要求(KM1、KM2、KM3、KM4分別代表接觸器K1、K2、K3、K4的線圈；PLC通過24V中間繼電器控制線圈電壓的通斷)：

步驟1，指令控制KM4閉合，2S后控制KM1閉合，3S后控制KM3閉合(并網(wǎng)、上電)；

步驟2，3600S后控制KM4斷開，600S后控制KM1斷開，3S后控制KM3斷開(斷網(wǎng)、斷電)；

步驟3，延時300S；

步驟4，指令控制KM4閉合，2S后控制KM2閉合,3S后控制KM3閉合(并網(wǎng)、上電)；

步驟5，3600S后控制KM4斷開，600S后控制KM2斷開，3S后控制KM3斷開(斷網(wǎng)、斷電)；

步驟6，延時300S；

循環(huán)執(zhí)行上述步驟1-步驟6。

按照上述方式進(jìn)行測試之后，采集到待測光伏逆變器的故障信息如下：

光伏逆變器進(jìn)行壽命實驗時，出現(xiàn)報Input OC故障，實際輸入電流未達(dá)過流點；光伏逆變器進(jìn)行壽命實驗時，輸出電流6A，運行時報GRID OC故障；光伏逆變器進(jìn)行壽命實驗時，出現(xiàn)正常發(fā)電報故障的現(xiàn)象。故障指示紅燈亮，但逆變器輸出電流正常。

根據(jù)上述測試結(jié)果獲得測試結(jié)論如下：

在試驗時間1827小時內(nèi)，測試獲得的累積問題數(shù)量有3個，判定可修程度為故障重啟可修復(fù)，MTBF＝＝1827/3*24h＝609*24h＝14616h≈1.668Y

通過開展光伏逆變器1827小時的加速壽命試驗，暴露了3個可修復(fù)的潛在故障，計算出該待測光伏逆變器的平均故障間隔時間為1.668Y，低于產(chǎn)品設(shè)計預(yù)期5Y的要求，故該待測光伏逆變器不合格，需要注意在測試過程中暴露的問題并進(jìn)行調(diào)整。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本實用新型進(jìn)行了描述，但在不脫離本實用新型的范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本實用新型并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。