一、IVT系列產品概述

合肥工業大學能源研究所（教育部光伏系統工程研究中心）為解決光伏發電系統驗收及系統維護問題，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、國內核心期刊發表相關論文，是國內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有限公司（Kewell）依托合肥工業大學能源研究所在光伏行業多年的研究經驗及成果，聯合開發出Kewell便攜式I-V曲線測試儀IVT系列，產品覆蓋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、檢查光伏發電系統的錯誤、光伏電站的驗收和維護光伏發電系統。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。產品具有設計尺寸緊湊、測試性能高、精度高等特點。

在太陽能光伏發電系統中，光伏陣列作為將太陽能轉換成電能的裝置，在系統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曲線測試設備對光伏陣列進行合理的配置，從而優化太陽能電站的設計，提高光伏陣列的利用效率。相信隨著光伏陣列特性I-V曲線現場測試設備功能的不斷完善，其在未來的太陽能電站的設計和建設中將起到越來越重要的作用。

光伏陣列的發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電量的總和，但在實際中光伏陣列的發電量卻往往大大低于理論設計要求，這是由于太陽能發電所受的制約因素相當多。究其內部原因，包括單塊電池自身特性差異引起的聯接組合效率損失，單塊電池損壞、電池老化等等，而外界環境因素則包括陣列的電池的安裝、電池板的潔凈程度、組合規則等。即使對于同一塊光伏陣列來說，外界環境溫度、日照強度、風速、運行時間等外界條件的變化，也均會引起光伏系統的發電量、系統效率等的變化。這一系列不確定的影響因素會導致理論設計合理的光伏系統，在實際運行時發電量與設計要求誤差較大。因而對于任何的光伏系統都只能在具體實踐中根據安裝的實際環境條件確定真正的發電量和系統效率。光伏陣列的現場測試結果是分析和評價光伏陣列發電效率的重要依據之一。

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，領先行業內其他(同類)產品；

l 測試精度覆蓋全功率段，無需檔位切換；

l 可以連續測量，無需等待；

l LCD大屏幕顯示，測試數據及曲線直觀易讀，無需另接上位機；

l 觸摸式操作，一鍵測量，操作簡便；

l 測試數據實時存儲功能，適合野外作業；

l 內置大容量鋰離子電池，一次充電長時間使用;

l 完善的上位機數據管理軟件;

l 中文操作界面。

l 設計針對不同電壓、電流等級，滿足大范圍電壓、電流等級的光伏陣列測量；

l 根據不同的光伏陣列等級，整個數據采集的過程覆蓋電容充電的全過程，完整浮現I-V特性曲線；

l 在測量過程中，可能會遇到各種千擾，對于數據的平滑處理能夠減少噪聲干擾的影響，因而數字濾波是必不可少的環節；

l 作為和用戶直接聯系的用戶界面設計，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的運行狀態，能夠對測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、環境溫度和日照強度等參數的光伏陣列的工程用數學物理模型；

l 根據光伏陣列的工程用數學物理模型和溫度、照度與光伏陣列特性的關系式，確定適合計算機求解的預估算法；

l 根據測量光伏陣列中的測試參數，結合光伏陣列的物理數學模型，推導在標準溫度和照度條件下的特性曲線，并以適合的形式顯示；

l 設計良好的數據接口，可以對采集的數據、陣列的特征參數、重要的預估數據等進行存儲和管理；

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

★ 符合標準：

1、IEC 62446：2009《并網光伏發電系統：技術資料，委托檢測和驗收測試的最低要求》標準；

2、根據國家認證認可監督管理委員會/北京鑒衡認證中心發布的CGC/GF003.1；2009《并網光伏發電系統工程驗收技術規范第1部分：電氣設備》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）

3、環境溫度（可選配）

五、測試原理

本產品采用動態電容充電方式，動態電容充電現場測試方法是根據電容的特性，把電容當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，點擊圖標即可進入相應功能；

（1）當點擊測量時，出現如下圖3所示圖片：

圖3

    如上圖所示，可以將所測數據及曲線，進行選擇性存儲、查看等操作；還可以將當前環境（輻照度、溫度）下所測的實際參數通過“STC”鍵轉化為標準條件下的特性參數。

 （2）點擊數據管理時出現圖4所示圖片：

連接好數據線即可導出所有測量數據，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

 此數據管理軟件是通過USB數據線進行上位機與IV測試儀的連接。

     通過數據管理軟件可讀取所存儲的參數及曲線圖片，所有數據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據的統計分析，數據管理軟件還可生成你所需的Excel表格，如圖6所示：