一种光伏组件的现场测试仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种光伏组件的现场测试仪，与待测的光伏组件和电压表连接，现场测试仪包括标准组件、磁电系直流安培表、磁电系直流毫安表和电子负载模块，光伏组件通过磁电系直流安培表连接电子负载模块，标准组件连接磁电系直流毫安表；通过电子负载模块将光伏组件的电能输入供电，控制光伏组件的输出电流在第一预设时间内上升为短路电流，使短路电流保持第二预设时间后降低至零，由磁电系直流安培表检测光伏组件的短路电流，磁电系直流毫安表检测标准组件的太阳辐射强度相对值，测试过程中不会出现可察觉的直流电弧，即使太阳辐射度阈值明显下降也能正常完成测试；充分利用被测的光伏组件供电，减少了电池成本且更加节能环保。
【专利说明】一种光伏组件的现场测试仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏测试【技术领域】，特别涉及一种光伏组件的现场测试仪。
【背景技术】
[0002]光伏电站投入运行前必须经过严格检测后验收，投入运行后也要有针对地对光伏电站各子阵列的1-V特性进行测试，查找故障隐患，以便日常维护及维修。在光伏电站运行现场维护时，工作人员若用万用表直接测量光伏组件的开路电压正常，并不能判定该光伏组件基本正常。开路电压检测无法发现太阳电池的缺陷，如比较明显的缺陷有隐裂、闪电纹等。同时，根据实际测试发现，当光伏组件被阴影严重遮挡时，其输出功率非常低，但此时光伏组件实测的开路电压仍可能很高的(可达正常光伏组件开路电压的90%以上)。因此，开路电压测量对光伏组件的输出能力判定基本上不具有参考性。光伏组件的短路电流Isc的测量对运维现场判断光伏组件功能是否正常起重要的参考作用。
[0003]但是，在阳光下若人手直接将光伏组件正负端子通过导线短接，由于直流电弧本身相当强(比有效值相等的交流电强很多)，这样直接操作时火花会非常明显，甚至会损坏光伏组件的接线端子，还会对现场操作人员造成一定的安全隐患，存在一定的检测危险。
[0004]目前，市场上已有专用的光伏阵列1-V特性测试仪，其用于电站现场的光伏组件或组串等的运维测试，但其成本较高、同时市场销售价格也很高。并且，现有的光伏阵列1-V特性测试仪对测试环境要求较为严格、即对测试现场太阳辐射度的大小及稳定程度要求较高，达不到最低太阳辐射度阈值(典型值一般为700WAT2，而相应地STC标准的理想太阳辐射度定义为1000W/nT2)时测试仪将无法正常运行。但实际上这个太阳辐射水平并不是每天经常出现的，特别是在现场操作时若天空中有云层遮挡就可能已无法正常测试，这对现场运维人员的工作进度计划等的安排造成了一定的困难。
[0005]另外，一般而言，现有的光伏阵列系统1-V测试仪都需要有外接稳定的电源或内置电池供电才可开机工作，从而增加了电池成本和相关供电电路。
实用新型内容
[0006]鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种光伏组件的现场测试仪，以解决现有光伏阵列系统1-V测试仪成本较高、对测试环境要求较为苛刻的问题。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案:
[0008]一种光伏组件的现场测试仪，与待测的光伏组件和电压表连接，其中，所述现场测试仪包括:
[0009]标准组件；
[0010]用于检测光伏组件的短路电流的磁电系直流安培表；
[0011]用于检测标准组件的太阳辐射强度相对值的磁电系直流毫安表；
[0012]用于使用光伏组件的电能供电，控制光伏组件的输出电流在第一预设时间内上升为短路电流，使短路电流保持第二预设时间后降低至零的电子负载模块；
[0013]所述光伏组件通过磁电系直流安培表连接电子负载模块，所述标准组件连接磁电系直流毫安表。
[0014]所述的光伏组件的现场测试仪中，所述磁电系直流安培表的指针表盘设置在现场测试仪外壳的左边，磁电系直流毫安表的指针表盘设置在现场测试仪外壳的右边，电子负载模块的启动按钮设置在现场测试仪外壳的下方，电子负载模块的预备指示灯设置在启动按钮的上方，现场测试仪外壳的顶部中间设置有用于插入光伏组件的正、负极的光伏接入端子，现场测试仪外壳的顶部左边设置有用于外接电压表的电压表接口，现场测试仪外壳的顶部右边设置有用于接入标准组件的标准组件接口。
[0015]所述的光伏组件的现场测试仪中，所述电子负载模块包括:
[0016]用于将光伏组件的电压稳定输出为工作电压的稳压单兀；
[0017]用于根据稳压单元输出的电压充电储能，以及在光伏组件无电压输出时为电流控制单元供电的储能单元；
[0018]用于控制光伏组件的输出电流在第一预设时间内上升为短路电流，短路电流保持第二预设时间后降低至零的电流控制单元；
[0019]用于根据所述稳压单元的工作状态控制预备指示灯亮灭的指示单元；
[0020]光伏组件的正输出端连接磁电系直流安培表的正极和电压表的正极，光伏组件的负输出端、电压表的负极均接地；所述磁电系直流安培表的负极连接电子负载模块的稳压单元和电流控制单元，储能单元、电流控制单元和指示单元均连接稳压单元。
[0021]所述的光伏组件的现场测试仪中，所述稳压单元包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和三极管，所述三极管的基极连接第一二极管的正极、还通过第一电阻接地，三极管的集电极连接第一二极管的负极、储能单元、指示单元、电流控制单元和第二电阻的一端，三极管的发射极极低，所述第二电阻的另一端连接第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接电流控制单元和磁电系直流安培表的负极。
[0022]所述的光伏组件的现场测试仪中，述储能单元包括第一电容，所述第一电容的一端连接第一二极管的负极和指示单元，第一电容的另一端接地。
[0023]所述的光伏组件的现场测试仪中，所述电流控制单元包括功率场效应管、启动按钮、继电器、第三二极管、第二电容、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述功率场效应管的栅极通过第三电阻连接第四电阻的一端和第二电容的一端，功率场效应管的漏极连接第二二极管的正极和磁电系直流安培表的负极，功率场效应管的源极接地，所述第二电容的另一端接地，所述第四电阻的另一端连接继电器的第I脚、还通过第五电阻连接指示单元和第二电阻的一端，所述继电器的第2脚连接第三二极管的负极，第三二极管的正极接地，继电器的第3脚接地，继电器的第4脚连接启动按钮的一端，继电器的第5脚连接启动按钮的另一端、指示单元和第二电阻的一端。
[0024]所述的光伏组件的现场测试仪中，所述指示单元包括第四二极管、指示灯和第六电阻，所述第四二极管的正极通过第六电阻连接指示灯的正极，第四二极管的负极连接第一电容的一端和启动按钮的另一端，指示灯的负极地接。
[0025]所述的光伏组件的现场测试仪中，所述第一二极管为反向导通的稳压二极管，其型号为1N4741A ;第二二极管为防反二极管，三极管为NPN三极管。
[0026]所述的光伏组件的现场测试仪中，所述第一电容的容值为47000uF，第二电容的容值为470uF，功率场效应管为NMOS场效应管。
[0027]所述的光伏组件的现场测试仪中，所述第四二极管为反向导通的稳压二极管，指示灯即是预备指示灯。
[0028]相较于现有技术，本实用新型提供的一种光伏组件的现场测试仪，通过电子负载模块将光伏组件的电能输入进行供电，控制光伏组件的输出电流在第一预设时间内上升为短路电流，使短路电流保持第二预设时间后降低至零，由磁电系直流安培表检测光伏组件的短路电流，磁电系直流毫安表检测标准组件的太阳辐射强度相对值，能安全稳定地读取电站光伏组件在阳光下工作的短路电流，测试过程中不会出现可察觉的直流电弧，即使太阳辐射度阈值明显下降也能正常完成测试；还充分利用被测的光伏组件供电、去掉了现有测试仪需要外接电源或电池供电的相关设计，进一步节省研发成本，实现了电站运维现场的太阳光下光伏组件及组串级电力输出能力的测试判断。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型光伏组件的现场测试仪一应用实施例的结构框图。
[0030]图2为本实用新型光伏组件的现场测试仪一角度示意图。
[0031]图3为本实用新型光伏组件的现场测试仪一应用实施例的电路图。
[0032]图4为本实用新型光伏组件的现场测试仪较佳实施例二的结构框图。
[0033]图5为本实用新型光伏组件的现场测试仪较佳实施例三的结构框图。
【具体实施方式】
[0034]本实用新型提供一种光伏组件的现场测试仪，通过改进内部结构使其满足现场测试基本功能的基础上减少成本，测试时即使太阳辐射度明显下降也能正常完成测试；还充分利用被测的光伏组件供电、去掉了现有测试仪需要外接电源或电池供电的相关设计，进一步节省研发成本，提供了一种无需外接电源或电池供电的工作方式。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0035]请同时参阅图1图2，在本实用新型提供的光伏组件的现场测试仪的一体化方案中，所述现场测试仪I与待测的PV (photovoltaic，光伏)组件2连接，将光伏组件产生的电能对所述现场测试仪I供电。所述现场测试仪I包括指针式的磁电系直流安培表10、指针式的磁电系直流毫安表20、标准组件30 (其为本【技术领域】的专用名词)和电子负载模块40。所述电子负载模块40带有启动按钮304和预备指示灯。所述光伏组件通过磁电系直流安培表10连接电子负载模块40，所述标准组件30连接磁电系直流毫安表20。图2中示出现场测试仪的外壳结构。磁电系直流安培表10的指针表盘设置在现场测试仪外壳的左边，即图2中左边半圆形，其能检测显示出光伏组件的短路电流Isc。磁电系直流毫安表的指针表盘设置在现场测试仪外壳的右边，如图2中右边半圆形，其指针区域刻画了用于显示太阳辐射强度相对值的刻度。电子负载模块40的启动按钮304设置在现场测试仪外壳的下方，电子负载模块40的预备指示灯303设置在启动按钮304的上方，用于外接电压表3 (如图3所示)的电压表接口 301设置在现场测试仪I的左上角，可选用万用表表笔的香蕉头等标准。用于接入标准组件的标准组件接口 302设置在现场测试仪I的右上角，可选用优质的DC2.1mm直流插头等形式。
[0036]在具体实施时，光伏组件的正、负极插入现场测试仪I的光伏接入端子MC4中，由光伏组件的电能对现场测试仪I供电。光伏组件接入光伏接入端子MC4后，预备指示灯303将点亮发出高亮蓝色，提示系统已成功进入测试的待机状态，此时只需按一下启动按钮304,系统将自动完成测试。
[0037]测试过程中，所述电子负载模块40控制光伏组件2的输出电流在第一预设时间内由原来的接近于零平稳快速上升并最终稳定在短路状态，该短路状态保持第二预设时间(约5?8S)后，再控制光伏组件的输出电流快速平稳地降低至接近于零。此时，通过外接的电压表读取的电压值即可判断为光伏组件的开路电压。在所述输出电流的变化过程中，预备指示灯也会由原来的点亮变为熄灭，且熄灭状态维持一定的时间后，再次重新变为高亮，表明电子负载模块40已为下一次的测量做好准备。与光伏组件直接短接方式的不同之处在于，在本实施例的整个测试工作过程中，由于光伏组件的输出电流在电子负载模块40的控制下是平稳变化的，因此全程均完全不会出现可察觉的直流电弧，确保了测试过程的安全性。
[0038]本实施例通过磁电系直流毫安表20和标准组件30来检测太阳辐射强度相对值。本实施例中，可优选与运维电站所用光伏组件相同类型的电池材料(如多晶硅太阳电池)来制作标准组件30。标准组件30的尺寸大小、技术规范、制作方式为现有技术，此处对此不作详述。操作人员可以很方便地把标准组件30的放置倾角与电站光伏组件保持一致。同时，基于出厂前已对标准组件30和配套的磁电系直流毫安表20的刻度盘按STC( standardtest condit1n,标准测试条件,是世界公认的地面光伏组件标准测试条件)标准进行标定。并且标准组件30的温度特性与电站光伏组件的温度特性非常接近(两者材料相同，倾角相同)，标准组件30检测到的太阳辐射强度相对值也就能很好地反应出被测的光伏组件上的太阳辐射强度相对值。也即是说，在电站的运维现场可依据磁电系直流毫安表20的指针所处刻度直接判读出电站现场的太阳辐射强度相对值。如太阳辐射度1000W/nT2在标准温度及大气质量时，标准组件30的短路电流在磁电系直流毫安表20上可用刻度系数1.0标记，为500W/nT2时则可用刻度系数0.5标记。
[0039]之后，将电子负载模块40检测出的光伏组件的短路电流Isc除以磁电系直流毫安表20上显示的刻度系数，即可快速得出归一化的Isc值。该归一化测算值与组件铭牌所标示Isc值的吻合程度可以很好地表征该光伏组件的基本电气输出性能。
[0040]请一并参阅图3，所述电子负载模块40包括稳压单元401、储能单元402、电流控制单元403和指示单元404。如图3所示，光伏组件2的正输出端PV+连接磁电系直流安培表10的正极和电压表3的正极，光伏组件2的负输出端PV-、电压表3的负极均接地。所述磁电系直流安培表10的负极连接电子负载模块40的稳压单元401和电流控制单元403，储能单元402、电流控制单元403和指示单元404均连接稳压单元401。
[0041 ] 本实施例中，所述稳压单元401用于将光伏组件2的电压稳定输出为工作电压。储能单元402用于根据稳压单元输出的电压充电储能，在光伏组件2无电压输出时为电流控制单元403供电。电流控制单元403用于控制光伏组件2的输出电流在第一预设时间内上升为短路电流，短路电流保持第二预设时间后降低至接近于零。指示单元404根据稳压单元的工作状态控制预备指示灯亮灭。
[0042]请继续参阅图3，在具体实施时，所述稳压单元401包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2和三极管Ql，所述三极管Ql的基极连接第一二极管Dl的正极、还通过第一电阻Rl接地，三极管Ql的集电极连接第一二极管Dl的负极、储能单元402、指示单元404、电流控制单元403和第二电阻R2的一端，三极管Ql的发射极接地，所述第二电阻R2的另一端连接第二二极管D2的负极，所述第二二极管D2的正极连接电流控制单元403和磁电系直流安培表10的负极。
[0043]其中，所述第一二极管Dl为反向导通的稳压二极管，其型号为1N4741A。第二二极管D2为防反二极管，三极管Ql为NPN三极管。所述稳压单元401也叫并联型稳压器，其对光伏组件2输出的电压进行稳压。当光伏组件2输出的电压过大，即大于第一二极管Dl的导通电压时，第一二极管Dl导通使三极管Ql导通，以维持稳压单元401、储能单元402、电流控制单元403、指示单元404的供电值正常，即小于第一二极管Dl的导通电压时，三极管Ql截止，保持当前光伏组件2输出的电压。当光伏组件2输出的电压为OV时，第二二极管D2起隔离作用，以维持储能单元402主要对电流控制单元403的供电。
[0044]所述储能单元402包括第一电容Cl，所述第一电容Cl的一端连接第一二极管Dl的负极和指示单元404，第一电容Cl的另一端接地。所述第一电容Cl的电容值为47000uF。所述第一电容Cl能进一步稳定稳压单兀401输出的工作电压。当光伏组件2输出的电压较高时，并联型稳压器可对第一电容Cl充电。第一电容Cl存储的电能用于对电流控制单元403供电。
[0045]所述电流控制单元403包括启动按钮304、继电器K、第三二极管D3、第二电容C2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，所述功率场效应管Q2的栅极通过第三电阻R3连接第四电阻R4的一端和第二电容C2的一端，功率场效应管Q2的漏极连接第二二极管D2的正极和磁电系直流安培表10的负极，功率场效应管Q2的源极接地，所述第二电容C2的另一端接地，所述第四电阻R4的另一端连接继电器K的第I脚、还通过第五电阻R5连接指示单元404和第二电阻R2的一端，所述继电器K的第2脚连接第三二极管D3的负极，第三二极管D3的正极接地，继电器K的第3脚接地，继电器K的第4脚连接启动按钮304的一端，继电器K的第5脚连接启动按钮304的另一端、指示单元404和第二电阻R2的一端。
[0046]其中，所述功率场效应管Q2为NMOS场效应管。第二电容C2的容值为470uF，所述第二电容C2通过第三电阻R3并接在功率场效应管Q2的栅极与地之间，用于使功率场效应管Q2导通与截止的转换过程趋于平稳。第一电容Cl存储的电能用于对继电器线圈供电、以及对功率场效应管Q2的驱动提供足够的电力。
[0047]当启动按钮304被按下时，继电器K的线圈立即通电使第一触点(常开)与动触点连接、与第二触点(常闭)断开，线圈得电后触点连接方式如图3中实线所示。第一触点迅速吸合并完成自锁，并联稳压器输出的电压依次通过第五电阻R5、第四电阻R4对第二电容C2充电。第二电容C2的电压上升过程中使功率场效应管Q2从截止状态逐渐进入导通状态(完全导通)，导致光伏组件2的正、负输出端之间的电压最终下降至接近0V，相当于其正、负输出端短路，此时磁电系安培表10读出的即是光伏组件的短路电流Isc。功率场效应管Q2从截止状态逐渐进入导通状态的时间即为第一预设时间。
[0048]由于光伏组件输出的电压近于0V，同时第二二极管D2 (防反二极管)起到良好的隔离作用，通过第一电容Cl缓慢放电来维持功率场效应管Q2的饱和导通，维持的这段时间即为第二预设时间。当第一电容Cl的电压降低至继电器K线圈的吸力不足以维持触点吸合时，继电器K的第一触点(常开)断开其线圈立即断电退出自锁，同时第二触点(常闭)闭合，即图3中虚线所示的连接方式。第五电阻R5与第三二极管D3连接。第二电容C2依次通过第四电阻R4、第三二极管D3放电，并最终降低至第三二极管D3的稳压值，，光伏组件2的输出电流由最大值Isc快速降为0A，功率场效应管Q2重新进入截止状态。此时光伏组件2的输出近乎开路状态，其实际输出电压接近Uoc (开路电压)值，由电压表3直接测量获得其开路电压的大小。
[0049]为了方便操作人员了解短路电流Isc的测试过程，本实施例通过控制指示单元404中预备指示灯的亮灭来进行提示。所述指示单元404包括第四二极管D4、指示灯D5和第六电阻R6，所述第四二极管D4的正极通过第六电阻R6连接指示灯D5的正极，第四二极管D4的负极连接第一电容Cl的一端和启动按钮304的另一端，指示灯D5的负极地接。
[0050]其中，所述第四二极管D4为反向导通的稳压二极管。指示灯D5即是预备指示灯。当并联稳压器输出的电压大于临界值(如11.5V)时，第四二极管D4反向导通点亮指示灯D5，表示所述现场测试仪已准备就绪可以进行新的测试。
[0051]需要理解的是，上述电子负载模块40的结构组成在具体实施时还可以采用其他电路结构，本实施例对其具体电路结构不作限定。只要能实现控制光伏组件的输出电流在第一预设时间内由原来的接近于零平稳快速上升为短路电流，该短路电流保持第二预设时间后，再快速平稳地降低至接近于零，这种电路结构都应属于本实施例的保护范围。
[0052]请继续参阅图3，上述光伏组件的现场测试仪的工作原理如下:
[0053]当光伏组件2接入所述现场测试仪时，光伏组件2对现场测试仪供电。当稳压单元401输出的电压大于临界值(如11.5V)时，指示灯D5被点亮发出蓝光，表示所述现场测试仪已准备就绪可以进行测试。
[0054]若启动按钮304被按下，则继电器K的触点连接方式如3中实线所示，并联稳压器输出的电压依次通过第五电阻R5、第四电阻R4对第二电容C2充电。第二电容C2的电压上升过程中使功率场效应管Q2从截止状态逐渐进入完全导通状态，导致光伏组件2的正、负输出端之间的电压最终下降至接近0V，光伏组件2的正、负输出端短路，磁电系安培表10读出的即是光伏组件的短路电流Isc。此时指示灯D5熄灭。
[0055]第一电容Cl缓慢放电来维持功率场效应管Q2的饱和导通，功率场效应管Q2保持导通的状态为稳定状态，此状态下短路电流Isc稳定,此时通过磁电系安培表10直接读出的短路电流Isc的值更准确。当第一电容Cl的电压降低至继电器K线圈的吸力不足以维持触点吸合时，继电器K触点连接方式如图3中虚线所示。第二电容C2依次通过第四电阻R4、第三二极管D3放电，并最终降低至第三二极管D3的稳压值，光伏组件2的输出电流由最大值Isc快速降为0A，功率场效应管Q2重新进入截止状态。此时光伏组件2的输出近乎开路状态，电压表3直接测量获得其Uoc (开路电压)值的大小。
[0056]将读取的短路电流Isc除以磁电系直流毫安表20上显示的刻度系数，即可快速得出归一化的Isc值,该Isc值即可表征该光伏组件的基本电气输出性能。
[0057]光伏组件再次输出高电压经过第二二极管D2、第二电阻R2对并联稳压器供电的同时为第一电容Cl充电，当第一电容Cl的电压上升到标准值时指示灯D5再次点亮，此时304按钮将重新生效可准备好下一次的测量。
[0058]应当理解的是，上述实施例中提及的现场测试仪I采用一体化方案，其能测试出光伏组件的基本电气输出性能，且测试结果准确性较高、成本较低，性能稳定。为了更节省成本，此处还提供所述光伏组件的现场测试仪的较佳实施例二的结构图。请参阅图4，现场测试仪的较佳实施例二为最简方案，其包括依次连接的光伏组件2、安培表11和电子负载模块40。在具体实施时将待测的光伏组件2串接工作人员自备的安培表11 (也可采用所述的指针式的磁电系直流安培表10)后，接入上述电子负载模块40即可。具体操作过程与上述实施例相同，此处不作详述。该较佳实施例二的成品实物可以做到非常小巧而更易于携带，也能安全地测出光伏组件在阳光下的实际短路电流Isc。
[0059]需要理解的是，与图1所示的实施例的不同之处在于，较佳实施例二去掉了磁电系直流毫安表20和标准组件30。相当于较佳实施例二仅能测出当前光伏组件的短路电流Isc，不能检测出太阳辐射强度相对值来实现STC归一化功能。
[0060]基于较佳实施例二的基础上，此处还提供所述光伏组件的现场测试仪的较佳实施例三。请参阅图5，现场测试仪的较佳实施例三为扩展方案，其包括:
[0061]其中，电子负载模块40的工作原理与上述应用实施例相同(即图1所示的实施例)。A/D采样模块12以高速抽取相同电压间隔的电流数据进行采集取样，同时电流检测模块13获取标准组件30的电流数据并传输给A/D模块14，A/D模块14进行模数转换后将电流数据以数字形式输出给数据处理器15，温度检测模块16获取标准组件30的背板温度数据后输出对应的数字信号传输给数据处理器15。进一步地，数据处理器15还可进行STC归一化数据等算法的处理，其可用基本参考型号为LPC2214。数据处理器15处理后的数据传输给显示模块17显示，所述显示模块17为带触摸屏输入的显示屏。所述现场测试仪在测量过程中通过内置标准公式STC归一化后，可完成光伏系统的开路电压Voc、短路电流Isc、最大输出功率Pm、最大功率点电压Vpm、最大功率点电流Ipm、填充因子FF等数据推算及1-V曲线的描绘。同时，现场运维人员可通过在显示模块17上手工输入光伏组件的铭牌参数，通过数据处理器15处理后给出实测归一化值与铭牌值的参考正负偏差及吻合度。由于上述数据推算涉及的具体公式及算法，ι-v曲线的描绘等属于现有技术，此处不作详述。
[0062]在具体实施时，上述各实施例中可选用刻度盘更大、更精细的安培表、毫安表，使现场测试仪有更佳的性能表现。另外，还可以结合现有高速液晶显示技术，设计出能高速反应的液晶显示“模拟指针表”。测试完成后可通过显示屏以列表方式自动显示实测光伏组件的短路电流Isc值、由标准组件测得的太阳辐射度系数、STC归一化的光伏组件短路电流Isc值等。
[0063]综上所述，与现有技术相比本实用新型的光伏组件的现场测试仪具有以下有益效果:
[0064]1、采用被测的光伏组件对整个现场测试仪供电，无需内置电池并涉及相关供电电路，也无需外接电源供电，省去了充电的维护流程及充电时间，可随时立即投入使用；同时，由于无需使用电池，减少了电池成本且更加节能环保。
[0065]2、在一体化方案中，通过增加标准组件和磁电系直流毫安表，使现场测试仪工作时对太阳辐射度的起动测量阈值要求较低，而且太阳辐射度的缓慢波动也基本不影响现场测量结果的判断。上述现场测试仪在太阳辐射强度达到或超过500WAT2时可以非常理想地工作，低至200W/nT2以下时仍可坚持进行测量与判断(此时需要承担的风险是:测量的相对误差相应地会有所上升)。
[0066]另外，当太阳辐射度有缓慢变化时，由于磁电系直流安培表与磁电系直流毫安表的指针会同步缓慢变化，具有一定经验或经过训练的运维人员可以较好地应对这一状态并可胜任于做出较为可信的数据读取。
[0067]3、根据一体化方案生产出的现场测试仪的体积较小、重量较轻、不需做任何的现场参数设置，连现场测试仪的电源开关都无需配备，运行起来相当的轻松，大大方便了电站运维人员的现场操作。
[0068]在实际使用时，光伏组件的正、负极插入现场测试仪的光伏接入端子MC4中，等待预备指示灯点亮，然后按下启动按钮即可自动测试。电站运维人员只需观察仪表的指针变化即可。对有经验或经过一定培训的运维人员，甚至可依据磁电系直流安培表在一次连续测量过程中指针动态摆动的细微变化规律、在一定程度上判读出光伏组件的实际工作扫描特性。
[0069]4、进行短路电流Isc测量时，光伏组件的输出电流是在一个可控时间内从零快速上升并最终稳定在Isc状态。在太阳辐射不变的情况下，Isc测量值将自动保持5-8秒不变，具体保持的时间长度可在出厂前通过电路参数进行设置。采用这种方式可确保整个测试工作过程中完全不会出现可察觉的直流电弧。
[0070]5、可以非常方便且安全地实现基本的开路电压Uoc、短路电流Isc等的参数测量。通过较佳实施例三的扩展方案可实现1-V曲线测试、显示及数据的标准条件(STC)归一化功能等。同时，由于所述现场测试仪是在自然的阳光下对光伏组件的输出进行测量，与采用人造模拟光源设计的1-V测试仪相比较，其测试结果更为可信、有效和真实。
[0071]可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种光伏组件的现场测试仪，与待测的光伏组件和电压表连接，其特征在于，所述现场测试仪包括: 标准组件； 用于检测光伏组件的短路电流的磁电系直流安培表； 用于检测标准组件的太阳辐射强度相对值的磁电系直流毫安表； 用于使用光伏组件的电能供电，控制光伏组件的输出电流在第一预设时间内上升为短路电流，使短路电流保持第二预设时间后降低至零的电子负载模块； 所述光伏组件通过磁电系直流安培表连接电子负载模块，所述标准组件连接磁电系直流毫安表。
2.根据权利要求1所述的光伏组件的现场测试仪，其特征在于，所述磁电系直流安培表的指针表盘设置在现场测试仪外壳的左边，磁电系直流毫安表的指针表盘设置在现场测试仪外壳的右边，电子负载模块的启动按钮设置在现场测试仪外壳的下方，电子负载模块的预备指示灯设置在启动按钮的上方，现场测试仪外壳的顶部中间设置有用于插入光伏组件的正、负极的光伏接入端子，现场测试仪外壳的顶部左边设置有用于外接电压表的电压表接口，现场测试仪外壳的顶部右边设置有用于接入标准组件的标准组件接口。
3.根据权利要求2所述的光伏组件的现场测试仪，其特征在于，所述电子负载模块包括: 用于将光伏组件的电压稳定输出为工作电压的稳压单兀； 用于根据稳压单元输出的电压充电储能，以及在光伏组件无电压输出时为电流控制单元供电的储能单元； 用于控制光伏组件的输出电流在第一预设时间内上升为短路电流，短路电流保持第二预设时间后降低至零的电流控制单元； 用于根据所述稳压单元的工作状态控制预备指示灯亮灭的指示单元； 光伏组件的正输出端连接磁电系直流安培表的正极和电压表的正极，光伏组件的负输出端、电压表的负极均接地；所述磁电系直流安培表的负极连接电子负载模块的稳压单元和电流控制单元，储能单元、电流控制单元和指示单元均连接稳压单元。
4.根据权利要求3所述的光伏组件的现场测试仪，其特征在于，所述稳压单元包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和三极管，所述三极管的基极连接第一二极管的正极、还通过第一电阻接地，三极管的集电极连接第一二极管的负极、储能单元、指示单元、电流控制单元和第二电阻的一端，三极管的发射极极低，所述第二电阻的另一端连接第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接电流控制单元和磁电系直流安培表的负极。
5.根据权利要求4所述的光伏组件的现场测试仪，其特征在于，所述储能单元包括第一电容，所述第一电容的一端连接第一二极管的负极和指示单元，第一电容的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的光伏组件的现场测试仪，其特征在于，所述电流控制单元包括功率场效应管、启动按钮、继电器、第三二极管、第二电容、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述功率场效应管的栅极通过第三电阻连接第四电阻的一端和第二电容的一端，功率场效应管的漏极连接第二二极管的正极和磁电系直流安培表的负极，功率场效应管的源极接地，所述第二电容的另一端接地，所述第四电阻的另一端连接继电器的第I脚、还通过第五电阻连接指示单元和第二电阻的一端，所述继电器的第2脚连接第三二极管的负极，第三二极管的正极接地，继电器的第3脚接地，继电器的第4脚连接启动按钮的一端，继电器的第5脚连接启动按钮的另一端、指示单元和第二电阻的一端。
7.根据权利要求6所述的光伏组件的现场测试仪，其特征在于，所述指示单元包括第四二极管、指示灯和第六电阻，所述第四二极管的正极通过第六电阻连接指示灯的正极，第四二极管的负极连接第一电容的一端和启动按钮的另一端，指示灯的负极地接。
8.根据权利要求4所述的光伏组件的现场测试仪，其特征在于，所述第一二极管为反向导通的稳压二极管，其型号为1N4741A ;第二二极管为防反二极管，三极管为NPN三极管。
9.根据权利要求6所述的光伏组件的现场测试仪，其特征在于，所述第一电容的容值为47000uF，第二电容的容值为470uF，功率场效应管为NMOS场效应管。
10.根据权利要求7所述的光伏组件的现场测试仪，其特征在于，所述第四二极管为反向导通的稳压二极管，指示灯即是预备指示灯。
【文档编号】H02S50/10GK203984352SQ201420377707
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】屈柏耿, 冯源, 侯进旺, 陈应基, 许立鹏, 刘伟烽, 羊术创 申请人:佛山职业技术学院