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【行業(yè)方案】| 光伏逆變器的無線性能測試


  來源: 羅德與施瓦茨中國 時間:2024-07-25 編輯:流川
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近年來,新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。作為新能源光伏電站的核心之一,光伏逆變器的通信方式從傳統(tǒng)的有線通信方式,比如網(wǎng)線、串口,逐步向無線化發(fā)展,有效降低了基礎(chǔ)建設(shè)的復(fù)雜度。目前用于光伏逆變器模塊的無線通訊技術(shù)包含:4G和5G通訊、WLAN通訊及藍牙通信。本文針對逆變器無線通信模塊的測試,介紹RS的一種測試解決方案。


01光伏電站中的無線通信


在一個完整的光伏電站中,光伏逆變器將太陽能電池板產(chǎn)生的交流電通過電力電子轉(zhuǎn)換技術(shù)變換為能夠直接劃入電網(wǎng)的交流電,是光伏電站的心臟。此外,光伏逆變器還具有最大限度地發(fā)揮太陽電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護功能,比如,自動運行和停機功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨運行功能、自動電壓調(diào)整功能、直流檢測功能、直流接地檢測功能。因此,每個光伏逆變器的工作狀態(tài)都是需要及時“匯報”,以便中央控制系統(tǒng)及時決策和調(diào)度。目前光伏逆變器的“匯報”途徑由5G、4G、WLAN或者藍牙等無線通信技術(shù)完成,實現(xiàn)無線傳輸,降低基建的復(fù)雜度,如圖1。


圖1:光伏電站工作簡圖


傳統(tǒng)的有線傳輸,比如網(wǎng)絡(luò)和串口通信,需要對線纜的傳輸可靠性進行測試。而無線傳輸,受到更多因素影響,比如設(shè)備自身的信號質(zhì)量,基站覆蓋差,空間內(nèi)其他無線設(shè)備的干擾等,給光伏逆變器的通信可靠性帶來了一定的挑戰(zhàn)。因此,系統(tǒng)性的無線通信測試,可以保障光伏逆變器的可靠通信。


02無線通信測試方案


羅德與施瓦茨公司的CMW500, 提供全標(biāo)準(zhǔn)、蜂窩與非蜂窩的一站式測試解決方案,覆蓋了2\3\4G和WLAN、藍牙的信令測試。


圖2:CMW500


羅德與施瓦茨公司在2018年推出的CMX500, 是面向未來的新一代無線綜測儀,目前可以作為測試方案中的5G(FR1和FR2)/4G和WLAN的信令模擬器。


圖3:CMX500


在本測試方案中,CMW500或者CMX500具備信令模擬功能,模擬“真實基站”或者 “真實WIFI熱點”,與被測通信模塊建立對話,可以進行無線性能測試和業(yè)務(wù)性能測試。另外,除了以上常規(guī)的性能測試,還可以根據(jù)測試需求,改變無線環(huán)境狀態(tài),比如,弱信號覆蓋下、強信號覆蓋下以及多徑的復(fù)雜信道條件,在各種無線環(huán)境下,定量的對設(shè)備進行性能分析。


03射頻性能測試


無線信號,看不見,摸不著,只有借助測試設(shè)備,才可以定量的展現(xiàn)出來 。測試時,只需要將光伏逆變器無線通信模塊與測試儀表連接,如圖4。


圖4:測試環(huán)境簡圖


如圖5,分別是無線發(fā)射和接收的測試,通過圖形化的表征,將無形變?yōu)橛行巍H上的行業(yè)組織已經(jīng)定義了測試內(nèi)容和測試要求,通過無線綜測儀的測試界面和測試報告,掌握無線通信模塊性能的優(yōu)劣。


圖5:發(fā)射和接收性能測試界面


04業(yè)務(wù)性能測試


無線綜測儀使用內(nèi)置的數(shù)據(jù)應(yīng)用單元提供上層服務(wù)模擬。例如,使用CMW內(nèi)置的數(shù)據(jù)應(yīng)用單元,測試不同業(yè)務(wù)下無線通信模塊上下行吞吐量,例如FTP吞吐量,Iperf流量測試等,配合儀表自帶的無線環(huán)境模擬功能,定量的了解模塊的工作能力,以及網(wǎng)絡(luò)的可靠性。此外,儀表數(shù)據(jù)應(yīng)用單元可以通過網(wǎng)線接入服務(wù)網(wǎng)絡(luò),如圖6,逆變器上的通信模塊通過儀表模擬的基站,訪問中央控制系統(tǒng),匯報工作狀態(tài)。在實驗環(huán)境下,通過儀表,完成模塊實際應(yīng)用的驗證。

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