一、光伏I-V特性測試儀概述

　　光伏I-V特性是指太陽(yáng)能電池的負載由短路變?yōu)殚_(kāi)路過(guò)程中，電流I與電壓V之間的關(guān)系。通常在平面坐標系中，用橫坐標為電壓、縱坐標為電流的關(guān)系曲線(xiàn)表示。
　　光伏I-V特性測試儀用于測量太陽(yáng)能的I-V特性曲線(xiàn)，并依據太陽(yáng)能電池的原理和等效電路得出開(kāi)路電壓Voc、短路電流Isc、最佳工作電壓Vm、最佳工作電流Im、最大功率Pm，填充因子FF，串聯(lián)電阻Rs、并聯(lián)電阻Rsh和電池效率η等參數。

二、光伏I-V特性測試儀基本測試原理

　　光伏I-V特性測試儀基本測試原理如下圖：

圖1、光伏I-V特性測試基本原理

　　 標準入射光源照射到被檢光伏電池板，電池板發(fā)出電能給滑線(xiàn)電阻器供電，調節滑線(xiàn)電阻器的阻值，電壓表和電流表分別指示電池板輸出電壓和電流，記錄滑線(xiàn)電阻器不同阻值時(shí)的電壓表及電流表讀數，繪制成曲線(xiàn)并進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，即可得到光伏電池板的I-V特性曲線(xiàn)。

三、光伏I-V測試儀相關(guān)標準

　　1、GBT 6495.1-1996 光伏器件 第1部分：光伏電流-電壓特性的測量
　　2、GBT 18210-2000晶體硅光伏(PV)方陣I-V特性的現場(chǎng)測量

四、DT數字變送器簡(jiǎn)介

　　DT數字變送器是一種高準確度、寬量程、寬頻帶的雙通道電壓、電流數字變送器。
　　DT數字變送器將輸入的電壓和電流信號在變送器內部進(jìn)行信號調理和高速采樣，輸出數字量通過(guò)光纖傳輸至上位機。上位機軟件對數字信號進(jìn)行相關(guān)運算處理后可提取被測信號的有效值、基波、諧波、頻率等各種特征值，還可通過(guò)對兩個(gè)通道的相關(guān)運算得到有功功率、無(wú)功功率、視在功率及各次諧波功率等電參量。
　　由于采用光纖傳輸，DT數字變送器可有效避免傳輸過(guò)程的損耗和干擾，可滿(mǎn)足各種復雜電磁環(huán)境下的高精度測量需要。
　　DT數字變送器在其內部設置了8個(gè)檔位，每個(gè)檔位只測量在本檔位量程的50%~100%范圍內信號，實(shí)現了在1%~200%額定輸入的范圍內的高準確度測量。由于采用無(wú)縫量程轉換技術(shù)，檔位切換時(shí)，數據不丟失，可滿(mǎn)足各種寬范圍內的動(dòng)態(tài)測量需要。
　　DT數字變送器在基波頻率0.1～1500Hz范圍內，帶寬100kHz范圍內，均能滿(mǎn)足標稱(chēng)準確度指標，滿(mǎn)足電力、變頻調速、軌道交通、特種電源等領(lǐng)域的電參量測量對帶寬和準確度的要求。
　　DT數字變送器將電壓、電流測量組合在一起，簡(jiǎn)化了相位補償電路，提高了相位測試準確度，因而在更寬的相位范圍內提高了功率測量準確度，實(shí)現低功率因數下的高準確度測量。

五、DT數字變送器構建的光伏I-V特性測試儀

　　DT數字變送器構建的I-V特性測試儀測試原理圖如下：

圖2、DT數字變送器構建的光伏I-V特性測試儀原理框圖

1、光伏I-V測試儀構成

a、 標準入射光源
　　一般采用入射功率為100mW/cm2的標準光源，在25℃下進(jìn)行，也可采用復合規范的太陽(yáng)模擬器。
b、 可變負載_電容器
　　要求負載在近似短路和開(kāi)路之間調整。實(shí)際短路電阻只需要遠遠小于串聯(lián)電阻Rsh即可。依據《GBT 18210-2000晶體硅光伏(PV)方陣I-V特性的現場(chǎng)測量》的規定，本方案采用電容器作為光伏電池板的測試用負載。
c、 I-V測試_DT數字變送器
　　依據光伏電池板的開(kāi)路電壓和短路電流，可選擇不同規格型號的DT數字變送器用于光伏I-V測試。對于開(kāi)路電壓高于1280V或短路電流大于128A的組合式光伏電池，還可選用更高測試電壓和更大測試電流的SP系列變頻功率傳感器。

2、光伏I-V測試儀測試原理

　　剛上電時(shí)，電容器兩端電壓為零，電容器的等效電阻為0，光伏電池板處于短路狀態(tài)，光伏電池給電容器充電，電容器兩端電壓逐漸升高，等效電阻逐漸變大，光伏電池輸出電流逐漸變小，當充電完成時(shí)，光伏電池不再輸出電流，光伏電池板處于開(kāi)路狀態(tài)。
　　整個(gè)充電過(guò)程大約在10S內完成，充電過(guò)程中，上位機通過(guò)DH2000數字主機及DT數字變送器對光伏電池板的輸出電壓和電流進(jìn)行高速同步采樣，繪制出平滑的I-V特性曲線(xiàn)。

3、光伏I-V測試儀特點(diǎn)

　　光伏I-V特性測試儀的電壓、電流測試精度及電壓電流的同步性直接決定開(kāi)路電壓Voc、短路電流Isc、最佳工作電壓Vm、最佳工作電流Im、最大功率Pm，填充因子FF，串聯(lián)電阻Rs、并聯(lián)電阻Rsh和電池效率η等參數的精度。
a、全范圍高精度測量
　　DT數字變送器電壓電流通道內置8個(gè)量程，采用無(wú)縫量程轉換技術(shù)，在短路至開(kāi)路的整個(gè)過(guò)程中，均可保證電壓、電流的高精度測量，測量精度高達0.05%。
b、電壓、電流同步測量
　　每臺DT數字變送器包含一路電壓和一路電流測試，對電壓、電流的采樣為嚴格同步采樣，可真實(shí)反映光伏電池I-V特性曲線(xiàn)。
c、高速采樣，無(wú)需曲線(xiàn)擬合
　　DT數字變送器對電壓、電流進(jìn)行高達250ksps的速率進(jìn)行采樣，10S的試驗過(guò)程中記錄2，500，000個(gè)數據點(diǎn)，完全憑借真實(shí)測量點(diǎn)即可繪制平滑曲線(xiàn)，無(wú)需曲線(xiàn)擬合，提高試驗結果準確度。
d、 多組同時(shí)進(jìn)行
　　DH2000-6型數字主機可同時(shí)連接6個(gè)DT數字變送器，可同時(shí)完成六組光伏電池板的I-V特性測試，提高測試效率，也可采用6個(gè)不同量程的DT數字變送器實(shí)現不同開(kāi)路電壓和短路電流光伏電池的I-V特性測試。

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