【干货】光伏逆变器动态MPPT效率测试详解
光伏并网控制系统的最大功率点跟踪（MPPT）方法
光伏并网控制系统的最大功率点跟踪（MPPT）方法光伏并网控制系统的最大功率点跟踪(MPPT)方法【大比特导读】最大功率点跟踪(MPPT)是光伏并网逆变器控制策略中的核心技术之一。
本文首先介绍了光伏组件的输出特性，然后具体分析了3种典型的MPPT控制方法，并总结3种方法各自的特点和不足。
摘要：最大功率点跟踪(MPPT)是光伏并网逆变器控制策略中的核心技术之一。
本文首先介绍了光伏组件的输出特性，然后具体分析了3种典型的MPPT控制方法，并总结3种方法各自的特点和不足。
关键字：光伏发电系统，最大功率点跟踪，MPPT控制方法1 引言日本福岛核电站事故之后，多国陆续宣布暂停核电建设，而太阳能是永不枯竭的清洁能源，并且更加稳定、安全。
据国家权威数据，在“十二五”期间，中国光伏发电装机容量达到2000万千瓦。
但由于光伏组件本身特性的非线性，受环境温度、日照强度、负载等因素的影响，均会使其输出最大功率点发生变化，导致光伏组件转换效率很低。
而所有光伏发电系统均希望光伏组件在相同日照、温度条件下输出尽可大的功率，这就提出了对光伏组件最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)的问题。
本文首先讨论了光伏组件本身的P-V，I-V特性，以及温度、光照的影响;然后具体分析了几种常用的MPPT控制方法，并对3种MPPT控制方法作简单的比较。
2 光伏组件的特性A. 物理数学模型根据半导体物理学理论，太阳能组件的等效物理模型如图1所示。
其中：IPH 与日照强度成正比的光生电流;I0 光伏组件反向饱和电流，通常其数量级为10-4A;n 二极管因子;q 电子电荷， ;K 玻尔兹曼常数， J/K;T绝对温度( K);RS光伏组件等效串联电阻;RP光伏组件等效并联电阻;式(1)中参数IPH、Io、Rs、RP、n与太阳辐射强度和组件温度有关，而且确定这些参数也十分困难。
B. 温度、光照对输出特性的影响受外界因素(温度、光照强度等)影响，光伏组件输出具有明显的非线性，图2、图3分别给出其I-V特性曲线和P-V特性曲线。
如何测试逆变器MPPT最大功率点追踪功能
如何测试逆变器MPPT最大功率点追踪功能艾德克斯最新推出高速高性能光伏/太阳能仿真电源，是新能源测试领域的又一关键产品，可完成高性能的太阳能电池板输出仿真，为太阳能逆变器、光伏控制器及微网设备提供测试。
无论石油资源即将枯竭是否是个伪命题，发展可再生能源、清洁能源都是全球性共识。
中国光伏产业曾因欧盟反倾销而遭受重创，但随着国内光伏装机容量的大幅增长而重现繁荣。
截止2016年底，全球累计光伏安装量达305GW，中国累计光伏并网容量达77 GW，中国光伏发电的新增和累计装机容量均为全球第一，中国本土成为光伏产业最大市场。
中国企业如晶科、华为等在光伏组件及逆变器等关键设备领域的出货量也稳居全球第一。
按照中国在巴黎气候峰会上的承诺，到2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%—65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。
光伏作为非化石能源的重要一项，在实现这个总体目标的路径上，有这样几个关键词：分布式、领跑者、去补贴。
分布式：中国的太阳能资源丰富区主要分布于北部及高海拔地区，但电力负荷需求则较集中在东部沿海地区。
大规模太阳能发电站常建设于资源丰富区，电能消纳问题严重，“能发不能送” 导致了巨大的浪费。
而在负荷周边建设自发自用、余电上网的分布式光伏成为解决消纳问题的有力方法。
先找到能可靠消纳光伏发电量的负荷，再建光伏电站。
作为精准扶贫的重点手段，光伏扶贫项目也常采用分布式系统。
光伏系统的规模依负荷需求及可用占地面积而定，家用系统在几千瓦，商业及工业负荷系统常在几十千瓦至几兆瓦规模。
同时分布式系统常建设于屋顶等位置，光伏组件朝向及受遮蔽情况复杂，因而常选用组串式逆变器方案以求最大的发电效率。
(完整版)光伏逆变器MPPT效率测试步骤方法
光伏逆变器MPPT效率测试步骤方法在现实生活中，由于阳光照射角度、云层、阴影等多种因素影响，光伏阵列接受到的阳光辐照度和相应温度在不同的条件下会有很大的差别，比如在早晨和中午，在晴朗和多云的天气下，特别是云层遮掩的影响，可能会造成短时间内辐照度的剧烈变化。
因此对于光伏逆变器而言，其必须具备应对阳光辐照度持续变化的策略，始终维持、或者是在尽可能短的时间内恢复到一个较高的MPPT精度水平，以及较高的转化效率，才能在现实生活中实现良好的发电效果。
目前光伏逆变器行业中各大厂商对于静态MPPT追踪算法的处理基本都展现出了很高的水准，可以精确地维持在非常接近100%的水平，为后端直流转交流的过程提供了良好的基础。
这一点也体现在各个型号的逆变器的总体效率参数上，标称值一般都很高。
而在逆变器实际的工作环境中，日照、温度等外部条件是处于实时动态变化的过程中，逆变器在这样的条件下工作，其动态效能也就成为了衡量其实际性能的不可忽视的重要指标。
在实验室的测试环境下，光伏模拟器作为可以直接模拟各种类型、各种配置的光伏阵列的高效模拟器，已经被广泛地应用于逆变器的测试。
但此前的测试更多地集中于模拟各种静态条件下（即在测试过程中维持给定的IV曲线不变化），或者是有限的低强度变化（如测试过程中会在给定的两条或数条IV曲线之间切换），较少涉及长时间、高强度的真实工作状况的模拟。
笔者关注使用光伏模拟器来模拟光伏阵列随时间而发生动态变化的输出，探究此动态MPPT测试功能的实用性和其中需要注意的要点。
由于动态天气的组合方式几乎无穷无尽，因此首要的问题是光伏模拟器提供了哪些典型类型的天气文档，以及是否有足够的灵活度来供客户自行生成新的天气文档，是否提供足够高的时间分辨率来支持快速的辐照度变化。
我们以光伏模拟与测试业内的知名品牌阿美特克ELGAR的光伏模拟器产品为例，其提供了晴天、多云、阴天等状况的典型天气情况实例（如下图1），另外支持直接在软件内制定或者通过外部数据处理软件（如EXCEL）生成自定义天气文档，时间分辨率为1秒。
基于HPSO算法光伏并网逆变器MPPT技术研究
基于HPSO算法光伏并网逆变器MPPT技术研究随着可再生能源的迅速发展和更新技术的出现，光伏发电逐渐成为一个重要的发展方向。
墨尔本大学的研究人员在这个领域使用了HPSO算法，探索了逆变器的最大功率点跟踪（MPPT）技术，以实现在各种条件下实现最优性能。
1、光伏并网逆变器的原理光伏发电系统中，逆变器是一个非常重要的组成部分，因为它们将直流电转换为交流电，并将其发送到电网中实现共享。
逆变器必须掌握光伏系统输出功率的虚实分量，并通过控制电流和电压来保证其最佳操作。
逆变器的MPPT功能就是帮助系统找到该点，使其在不同的光照条件下都能达到最大功率输出。
2、MPPT技术的分类在实现MPPT功能方面，有各种各样的算法，其中最常见的是Perturbation and Observation（P&O）算法。
这个算法简单易懂，但是存在收敛到错误点的问题，也有其他算法，例如Fuzzy Logic Control（FLC）和Hill Climbing Search（HCS）等。
这些算法中的每一个都有其优缺点，通过研究这些算法，我们可以选择最适合特定环境的算法。
3、HPSO算法随着领域的发展，新的算法不断被引入用于光伏系统的操作效率的提高，其中包括HPSO算法。
HPSO算法是一种基于粒子群优化的算法，其基本思想是通过所有粒子的协作优化来达到全局最优解。
HPSO算法随机初始化一组粒子，然后执行对每个粒子的权重的计算。
这个过程需要让每个粒子扫描解域，同时监测所有粒子的最优解，并将其使用在进一步的搜索中，以实现更深入的优化，最终达到全局最优解。
通过使用HPSO算法对光伏逆变器进行目标功率点跟踪（PPT）的研究，与其他算法相比HPSO算法展现出许多优势。
例如，HPSO算法能够有效地避免被他处峰值或秒级短周期波动打断的问题，这是可靠和可重复的PMPT技术非常重要的因素。
4、实验为了研究HPSO算法的应用，研究人员设计了一种具有MPPT功能的光伏并网逆变器。
光伏并网逆变器的逆变效率试验
实验名称：光伏并网逆变器的逆变效率试验一、实验目的：光伏并网逆变器的效率是决定光伏并网发电系统整体效率的重要参数。
对其进行全面、有效的评估与测定，无论是对于光伏并网工程设计中逆变器的选取还是对于科研中逆变器的研究都具有重要的意义。
二、实验原理：一个光伏并网逆变器由两部分组成，最大功率点追踪部分（从光伏阵列获得最大功率MPP P ），和DC-AC 变换部分（将直流电dc P 变换为交流电ac P ）。
（一）最大功率点跟踪效率（MPP-tracking efficiency ）MPPT 效率，包括MPPTstat η与MPPTdyn η，指一段时间内，逆变器从太阳能电池组件获得的直流电能与理论上太阳能电池组件工作在最大功率点在该时段输出的电能的比值。
静态最大功率点跟踪效率MPPTstat η，表征当太阳能电池输出特性曲线一定时，逆变器在多大程度上可以跟踪到太阳能电池的最大输出功率。
而动态最大功率点跟踪效率MPPTdyn η可以用来衡量当太阳能电池输出曲线复杂多变情况下，逆变器对最大功率点跟踪的响应速度。
MPPT 效率的数学计算公式为：00()()MM T dc MPPT T MPPP t dtPt dt η=⎰⎰ 其中，()dc P t 表示逆变器从太阳能电池获得的实时功率；()MPP P t 表示太阳能电池理论上提供的实时的最大功率点功率。
（二）转换效率（Conversion efficiency ）转换效率concv η是指，一段时间内。
逆变器交流输出端输出的电能与直流输入端输入的电能的比值。
其数学表达式为：0()()MM T ac conv T dcPt dt Pt dt η=⎰⎰ 其中，()ac P t 表示逆变器AC 输出端子输出的实时功率；()dc P t 表示逆变器DC 输入端子输入的实时功率。
（三）总效率（Overall efficiency ）总效率t η表示，一段时间内．逆变器交流输出端输出的电能与理论上太阳能电池组件工作在最大功率点在该时间段输出的电能的比值，从定义可知：00()()MM T ac t conv MPPT T MPP P t dtP t dt ηηη=⋅=⎰⎰ 理论上的最大功率点跟踪效率、转换效率和总效率的计算公式如上所示，但是在实验过程中，无法得到()ac P t ()dc P t ()MPP P t 的表达式，只能测得其瞬时值，因此无法通过以上表达式计算出各个效率。
MPPT讲解
对MPPT和孤岛检测设备的要求一、概述n在光伏逆变电源的研发过程中，有多个关键技术点都是容易算法实现但难于验证，例如MPPT和孤岛。
n为了验证算法有效性和可靠性，通常需要外部的辅助设备进行测试。
MPPT什么是最大功率点MPPn太阳能光伏阵列的输出特性具有非线性的特点，并且输出受太阳幅照度，环境温度和负载影响，只有在某一输出电压值时，光伏阵列的输出功率才能达到最大值，这时光伏阵列的工作点就达到了输出功率电压曲线的最高点，称之为最大功率点（MPP-maximum power point）。
为了有效的利用光伏电池，对光伏发电进行最大功率点的跟踪就显得尤为重要。
MPPT-最大功率点追踪n MPPT的工作原理为:在一个规定的周期内，微处理器定期地主动调节PWM的占空比D，改变太阳能电池的输出电流，从而引起太阳能电池的输出电压变化，检测太阳能电池输出电压及输出电流，计算出太阳能电池阵列的输出功率，然后根据最大功率点跟踪策略寻找最大功率点的位置。
最大功率点的追踪算法一般采用搜索算法追踪最大功率点，通过直接测量得到的电信号判断最大功率点的位置，从而进行追踪。
包括：n扰动观察法--通过不断扰动太阳能光伏系统的工作点来许找最大功率点的方向，先扰动输出电压值然后测量其功率变化，与扰动前的功率相比，如果功率值增加，则表示扰动方向正确，否则则重新设置扰动电压值。
n增量电导法--dP/dV=0 时为最大功率点n恒定电压法—Vmpp/Voc=常数n短路电流法—Impp/Isc=0.91n扰动观察法的改进自适应算法—传统的扰动观察法容易使系统产生振荡，难以选择合适的步长来进行扰动，步长小跟踪时间长影响系统的动态响应特性，步长过大输出功率波动变大，稳态误差变大，所以通过加入步长自动在线调整器来保证系统的动，稳态性能。
太阳能电池阵的特性n太阳能电池阵的输出特性与标准直流电源输出特性的不同之处在于，太阳能电池的输出曲线是圆滑的曲线，而标准电源输出曲线是矩形。
光伏并网逆变器最大功率点跟踪MPPT
2.控制方法的特点
(1)控制简单，控制易实现; (2)系统不会出现因给定的控制电压剧烈变化而引起 振荡，具有良好的稳定性; (3)控制精度差，系统最大功率跟踪的精度取决于给 定电压值选择的合理性; (4)控制的适应性差，当系统外界环境，如太阳辐射 强度，太阳能电池板温度发生改变时系统难以进行 准确的最大功率点跟踪。
最大功率点跟踪
太阳能电池由于受外界因素(温度、日照强度等)影响很多，因 此其输出具有明显的非线性，图a和图b分别给出了太阳能电池 在不同的温度，日照强度下的I-V特性曲线。
由以上两图可知，光伏电池既非恒压源，也非恒流源， 是一种非线性直流源。输出电流在大部分工作电压范围内相对 恒定，最终在一个足够高的电压之后，电流迅速下降至零。光 伏电池的输出特性近似为矩形，即低压段近似为恒流源，接近 开路电压时近似为恒压源；温度相同时，随着日照强度的增加， 太阳能光伏电池的开路电压几乎不变，短路电流有所增加；日 照强度相同时，随着温度的升高，太阳能光伏电池的开路电压 下降，短路电流有所增加。 下图a和b分别为光伏电池在温度变化和日照强度变化下 的P-V特性曲线。从图中可以看出，在一定的温度和日照强度 下，光伏电池具有惟一的最大功率点，当光伏电池工作在该点 时，能输出当前温度和日照条件下的最大功率。在最大功率点 左侧，光伏电池的输出功率随着工作点电压的增加而增大；在 最大功率点右侧，光伏电池的输出功率随着工作点电压的增加 而减小。当结温增加时，光伏电池的开路电压下降，短路电流 略有增加，最大输出功率减小, 当日照强度增加时，光伏电池 的开路电压变化不大，短路电流增加明显，最大输出功率增加。
1. U 初值的取定，原则是使它处于最大功率点附近，有两种方法确定:一是 根据光伏系统所在地年光强和气温随机测量记录，采用数学统计方法可得出 光强，温度特性，进而结合光伏电池的伏安特性可判断最大功率点的大概位 置:该法需要大量实测数据，应用性不强;二是根据前人对各种条件下I-U特性 曲线分析，发现最大功率点电压位于开路电压的80%附近，因此可取 U B 的初值为开路电压的80%。 2.电压调整步长△U，电压调整常量U D 和阀值 的选取。 (1)△U初值的选取:若选值过小，系统无法快速应对外部环境的变化，反应速 度过慢;若选值过大，系统精度不够。对输出电压在1~5伏的单片机实验室电 池而言，由于 U B 的初值已经定在开路电压的80%，建议△u的初值范围定 在 1 102 伏。 (2) U D 是一个正数，其值比△U小，作为电压微调量，若 U D 的值非常接 近△U，会造成调整后的△U过小而使系统在以后的跟踪中长期徘徊在低功 率点。根据“二分法”原则，可取U D 0.5U 。 (3) 的值作为一个控制程序结束的参量，可根据系统精密度要求来确定 ： 越大，精密度越低，导致部分功率损失; 越小，MPPT跟踪越精 确，但是跟踪时间会更长，需要处理的数据越大对硬件的要求越高，难 以实现快速实时跟踪。对实验室开路电压4~5伏的单片机电池而言，建 议 取值为102 1 伏。
MPPT测量
1.4.5 MPPT 跟踪效率与转换效率测量光伏系统工作时，太阳电池在一定的温度和日照强度下具有唯一的最大功率点，当太阳电池工作在该点时能输出当前温度和日照条件下的最大功率。
但由于太阳电池的输出特性受负荷状态、日照量、环境温度等因素的影响、太阳电池阵列的电压和电流均发生很大的变化，从而使输出功率不稳定，即最大功率点时刻变化。
为了充分利用太阳能以获取最大功率输出，必须跟踪、控制太阳电池的最大功率点、最大限度地利用太阳能。
逆变器转换效率是选购光伏逆变器的核心参数之一，转换效率的高低决定了逆变器的品质,对新能源产业的发展起着不可小觑的作用。
目前，大多是太阳能电池的转换效率仅有10%-20%左右，在此背景下，提升光伏逆变器的效率，对于提升太阳能并网发电系统的整体效率显得至关重要。
高效率且具有低成本效益的逆变器成为评定太阳能发电系统优劣的关键指标。
1． NB/T 32004-2013测试标准根据NB/T 32004-2013的要求，MPPT 效率包括动态MPPT 效率和静态MPPT 效率，测量方法按EN 50530-2010的要求进行或参见NB/T 32004-2013附录K 。
●静态最大功率点跟踪效率的测试要求根据NB/T 32004-2013标准，静态最大功率跟踪效率计算公式如下MPVS MPP DC DC MPPT T P TI U ，∑=∆=n 1i i ,i ,sta ,η式中：值；逆变器输入电压的采样—i ,DC U值；逆变器输入电流的采样—i ,DC I大功率输出；从光伏方阵中得到的最—PVS MPP P ,）；周期（不大于连续两个采样值之间的—ms 20T ∆）。
总采样周期（不小于—min 10M T 静态最大功率点跟踪效率反应的是在给定静态PV 组件的特性曲线上，逆变器调节跟踪最大功率点的精度。
注:i ,DC U 和i ,DC I 必须是同一时间的采样值。
●动态最大功率点跟踪效率的测试要求根据NB/T 32004-2013标准，动态最大功率跟踪效率计算公式如下∑∑∆∆=ii ,i ,j i ,,1T I U T ηDC DC PVS MPP MPPT,dyn P 式中：的采样间隔；—j ,,j PVS MPP P T ∆值逆变器输入电压的采样—i ,DC U的采样间隔；、—i ,i ,i DC DC I U T ∆值逆变器输入电流的采样—i ,DC I大的功率输出从光伏方阵中得到的最—，i ,PVS MPP P所以MPPT 动态最大功率跟踪效率测量，我们应该测出太阳电池输出的电压电流及最大功率输出，并进行上述公式的计算，才能得出结论。
光伏发电系统中的动态MPPT算法研究
光伏发电系统中的动态MPPT算法研究近年来，光伏发电系统逐渐成为可再生能源领域的热门研究方向，其在可持续发展和减少对传统能源的依赖方面具有巨大的潜力。
然而，光伏发电系统的效能受到多种因素的影响，如天气条件、温度变化和阴影等。
为了最大化光伏发电系统的发电效率，研究人员采用了各种最大功率点跟踪（MPPT）算法。
其中，动态MPPT算法是一种研究热点，旨在实时监测、调整和优化光伏发电系统的工作状态，以提高其整体性能。
动态MPPT算法的研究是为了解决传统MPPT算法在变化环境下性能不稳定的问题。
传统MPPT算法通常假设光照条件和系统参数是恒定的，而实际工作环境中，光照强度、温度和电池状态等因素经常发生变化。
因此，设计一种适应性强且稳定性较好的动态MPPT算法对于改善光伏发电系统的效能至关重要。
首先，动态MPPT算法需要一个准确且快速的控制策略，以实时获取光伏发电系统的工作特性。
其中，大部分算法都会使用电池电压和电流来确定最大功率点位置，从而调整光伏板的工作电压和电流输出。
然而，动态MPPT算法相比于传统MPPT算法，更加关注不同光照和温度条件下的系统性能，因此需要更加准确和快速的控制策略。
其次，动态MPPT算法需要考虑光伏发电系统的稳定性和可靠性。
光伏发电系统通常安装在户外环境，这意味着它会受到各种不稳定因素的影响，如风、雨、雪、尘等。
为了保证系统的稳定运行，动态MPPT算法需要在不同的气候条件下进行充分的测试和验证，并针对性地调整控制策略，以保证光伏发电系统能够在不同的环境中实现最佳性能。
此外，动态MPPT算法还需要考虑能耗和成本的问题。
对于光伏发电系统，虽然光伏电池阵列是可再生能源，但监测和调节算法所需的能耗是不可忽视的。
因此，设计一种能够在提高系统性能的同时降低能耗和成本的动态MPPT算法，对于实际应用具有重要意义。
最后，动态MPPT算法需要满足实时性的要求。
光伏发电系统是一个动态的系统，其性能受到外部环境的影响，因此及时地收集和处理数据对于实现最优性能至关重要。
光伏逆变器最大功率点跟踪MPPT测试
光伏逆变器特有功能测试知多少？随着新能源观念的普及，光伏发电的应用越来越广。
光伏逆变器是光伏发电系统的重要组成部分，与其相关的业界标准亦在不断的设立与完善，尤其是针对其一些特有功能提出了测试要求。
本文将会为大家介绍这些特有功能及如何对其进行测量的。
一、光伏逆变器是什么逆变器是一种将直流电转换成交流电的设备，其应用范围十分宽广。
而光伏逆变器，则是针对光伏发电系统而设计的一种特种逆变器。
光伏发电的核心是利用光伏组件（就是人们常说的太阳能电池板）将太阳能转化为电能，但由于光伏组件只能生成直流电，且大小与阳光强度有关，难以直接利用，因此需要将这种直流电通过光伏逆变器转换成我们常用的交流电，方便电力的传输与利用。
图1-1太阳能发电系统原理1、光伏逆变器与普通逆变器的区别既然光伏逆变器的作用是把直流电转换成交流电，那么可否用普通逆变器替代使用？答案自然是否定的。
术业有专攻，光伏逆变器与普通逆变器相比，区别体现在其具备最大功率点跟踪（MPPT）功能与针对电网安全的低电压穿越能力。
2、寻求输入功率最大化：MPPT正如光伏发电原理中所提到的，光伏组件的发电能力是随着阳光强度、温度和其他环境因素变化的，在不同日照强度下都存在一个最大功率输出点。
光伏逆变器通过MPPT模块，控制自身输入端（即光伏组件输出端）的工作电压大小，使得光伏组件工作在最大功率点输出状态下，实现光伏逆变器的最大功率输入，提高阳光的利用率。
图1-2最大功率点跟踪3、MPPT效率评估专家：PA功率分析仪过去测试人员在进行MPPT效率评估时，需要先用功率分析仪测试出一段时间内的光伏逆变器输入功率的积分，然后再通过公式人手计算出MPPT效率，测试效率低下。
PA6000功率分析仪具备动态与静态MPPT效率测量功能，在积分模式下可实现MPPT 效率的高精度自动测量，直接显示效率测量结果，节省了人工处理数据的时间。
图1-3PA6000功率分析仪-MPPT效率测试4、电网稳定的卫士：低电压穿越能力任何并网型的光伏逆变器，都必须具备低电压穿越能力。
光伏逆变器检测标准
光伏逆变器检测标准光伏逆变器是太阳能发电系统中至关重要的组件，其主要功能是将太阳能电池板发出的直流电转换为交流电，以供家庭和工业用电。
为了保证光伏逆变器的有效性和安全性，需要对其进行测试，以确保其符合规定的质量标准。
光伏逆变器测试标准通常涉及多个方面，例如性能、电气安全和通信接口等方面。
以下是每个方面中一些常见的测试标准：1. 性能测试标准光伏逆变器的性能测试通常涉及其效率、功率输出和响应等方面。
以下是一些常见的性能测试标准：待机功耗测试：测试逆变器在没有负荷的情况下的能源消耗；极大功率点追踪（MPPT）效率测试：测试逆变器是否能在各种气候条件下找到极好的太阳能板输出；光伏逆变器测试标准详解输出功率测试：测试逆变器的输出功率是否与其规定值相匹配；过载保护测试：测试逆变器在过载情况下是否能停止发电，以避免设备损坏。
2. 电气安全测试标准以确保逆变器在正常运行时与家庭或工业用电网之间的电气安全问题被解决，需要进行一些关键的电气安全测试。
以下是一些常见的电气安全测试标准：绝缘电阻测试：测试逆变器与接地之间的电气隔离系统是否有效；抑制干扰测试：测试逆变器是否有能力避免对其他电子设备的干扰，以避免对家庭、工业等传统用电的影响；泄漏电流测试：测试逆变器运行时出现错误或损坏系特大泄漏电流；短路测试：测试逆变器是否能在其连接到电网时故障安全地停止。
3. 通信接口测试标准通过对通信接口进行测试，可确保光伏逆变器与其他设备（如数据采集器、无线通信模块等）之间相互通讯、信息交互以及远程监控。
以下是一些常见的通信接口测试标准：无线通讯测试：测试逆变器与无线网络之间的通信情况；数据准确性测试：测试通信接口的数据收发准确性、速度和更新规则；远程监控测试：测试逆变器是否能被远程监控并进行相关故障诊断。
光伏逆变器测试标准的设置对于太阳能发电系统的有效性和安全性至关重要。
为了保证系统正常运行，生产商应根据实际情况，选择符合标准的逆变器并进行测试，确保其符合质量标准，提供高质量的太阳能发电服务。
关于光伏逆变器动态MPPT效率测试方法的思考
关于光伏逆变器动态MPPT效率测试方法的思考
在实际应用中，光伏阵列接受到的阳光辐照度和相应温度在不同的条件下会有很大的差别，这是因为阳光照射角度、云层、阴影等多种因素影响。
比如在早晨和中午，在晴朗和多云的天气下，特别是云层遮掩的影响，可能会造成短时间内辐照度的剧烈变化。
因此对于光伏逆变器而言，其必须具备应对阳光辐照度持续变化的策略，始终维持、或者是在尽可能短的时间内恢复到一个较高的MPPT精度水平，以及较高的转化效率，才能在现实生活中实现良好的发电效果。
目前，光伏逆变器行业中各大厂商对于静态MPPT追踪算法的处理基本都展现出了很高的水准，可以精确地维持在非常接近100%的水平，为后端直流转交流的过程提供了良好的基础。
这一点也体现在各个型号的逆变器的总体效率参数上，标称值一般都很高。
而在逆变器实际的工作环境中，日照、温度等外部条件是处于实时动态变化的过程中，逆变器在这样的条件下工作，其动态效能也就成为了衡量其实际性能的不可忽视的重要指标。
在实验室的测试环境下，光伏模拟器作为可以直接模拟各种类型、各种配置的光伏阵列的高效模拟器，已经被广泛地应用于逆变器的测试。
但此前的测试更多地集中于模拟各种静态条件下(即在测试过程中维持给定的IV曲线不变化)，或者是有限的低强度变化(如测试过程中会在给定的两条或数条IV曲线之间切换)，较少涉及长时间、高强度的真实工作状况的模拟。
笔者关注使用光伏模拟器来模拟光伏阵列随时间而发生动态变化的输出，探究此动态MPPT测试功能的实用性和其中需要注意的要点。
由于动态天气的组合方式几乎无穷无尽，因此首要的问题是光伏模拟器提供了哪些典型类型的天气文档，以及是否有足够的灵活度来供客户自行生成。
光伏逆变器中MPPT算法研究
光伏逆变器中MPPT算法研究摘要：随着能源的大量消耗，各国都在加大对可再生能源开发，而我国光伏技术与世界先进国家相比仍有不少的差距。
普通逆变器与光伏逆变器主要区别在于其输入端的能量来源。
本文采用两级独立结构，前级通过升压电路完成最大功率点跟踪，后级通过改进的单级性调制方式完成离网逆变，通过实验验证改进的mppt算法的有效性。
关键词：mppt，光伏逆变器，hpwm，单片机控制中图分类号：p754.1 文献标识码：a 文章编号：1.引言光伏发电系统可以分为离网光伏发电系统和并网光伏发电系统。
评价光伏逆变器的性能主要是以最大转换效率来衡量的，在光伏发电系统中，为了提高整个系统的效率，多采用最大功率点跟踪（mppt）方式，其主要功能是保证光伏电池输出侧的电压及电流乘积最大，从而将光伏电池的能量全部转化为后级的功率，可以说mppt已经成为光伏系统中所不可缺少的一部分。
因此，随着太阳能光伏发电的不断发展，mppt的方法实现及优化有着广阔的发展前景[1]。
近年来，对mppt技术国内外已有多种方法提出：干扰观测法、电导增量法、模糊控制t法、神经网络法等算法。
干扰观测法是目前应用最多的一种方法，而在稳态情况下，该方法会本质上会使光伏电池输出功率在最大功率点附近振荡，也会造成一定的功率损失。
光伏电池输出特性曲线突然改变时，还会发生误判现象。
而为了提高动态响应，提出了变步长的干扰观测法，此方法虽有相应的改善，但仍旧无法消除最大点附近的功率损失。
而后的改进方法分析了光伏电池的输出特性，针对不同曲线特性，开始工作时即检测开路电压，直接设置工作点在开路电压的76%电压处，再进行进一步完成最大功率跟踪，从而提高整体的动态响应。
相比于干扰观测法，作为另一种较为常用的mppt方案-电导增量法，响应速度比较快，但是其对传感器的精度要求比较高，且控制比较复杂。
同样，该方式也可通过改变步长，提高动态和稳态响应。
由于实际电路中存在很多干扰和采样不准确的问题，电导增量法也只能保证输出功率在一定范围内[2]。
光伏并网逆变器效率测试及分析
2021.5 EPEM139新能源New Energy光伏并网逆变器效率测试及分析水电十四局大理聚能投资有限公司 曹学华 杨 博摘要：以云南大理某光伏电站逆变器转换效率测试为例，以期为判断光伏并网逆变器的运行状态和改进提升光伏发电效率提供依据。
关键词：光伏；并网逆变器；效率；测试；分析云南大理某光伏电站于2015年4月建成投产，电站共安装40台型号为YLSSL-500的光伏并网逆变器，该型号逆变器不带隔离变压器，每台逆变器直流侧光伏组件容量和规格型号完全相同，电站投产运行以来各台逆变器交流输出电量差异较大，年度最大输出电量与最小输出电量比率超过1.08，为准确判断各台逆变器输出电量存在差异的原因，采取现场试验方式对并网逆变器转换效率进行了测试，并对测试结果进行了分析。
1 测试方法1.1 测试对象为准确了解云南大理某光伏电站逆变器的转换效率性能，通过对近3年逆变器交流侧输出电量分析，选取交流侧输出电量最大、最小和中间值各一台进行现场测试。
逆变器基本性能参数为：直流输入侧。
输入电压范围400~1000VDC、额定输入电压600VDC、额定输入电流900A、最大输入功率550kW ；交流输出侧。
交流输出额定功率500kW、最大交流输出功率550kW、输出电压范围250~380VAC、输出频率50Hz。
1.2 测试方法逆变器效率。
结合国内光伏发电行业标准及现场测试条件，本文所述的并网逆变器效率包含逆变器最大转换效率ηmax 和平均加权总效率ηtc 。
逆变器最大转换效率ηmax 指从早到晚的测试时段范围内，某一时刻输出能量与输入能量最大值的比值。
平均加权总效率ηtc 指按照我国典型太阳能资源区的效率权重系数计算不同负载情况下逆变效率的加权平均值。
云南大理地区属于III 类资源区，加权因子系数见表1。
按表中相关数据，则光伏逆变器平均加权总效率公式为ηtc =0.02η5%+0.06η10%+0.21 η25%+0.41η50%+0.28η75%+0.03η100%。
【干货】光伏逆变器MPPT算法全面解析
【⼲货】光伏逆变器MPPT算法全⾯解析来源：Solarbe 作者：张喆什么叫多路MPPT,为什么组串逆变器有好⼏个MPPT。
MPPT算法⼜是什么?为⼤家解释什么是MPPT。
最⼤功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，简称MPPT)是光伏发电系统中的⼀项核⼼技术，它是指根据外界不同的环境温度、光照强度等特性来调节光伏阵列的输出功率，使得光伏阵列始终输出最⼤功率。
图 1图1我们可以发现，在不同的太阳能辐照度条件下，最⼤功率点是不同的。
温度不同时，最⼤功率点也不同。
图2图2温度越⾼最⼤功率点越低。
图 3光伏阵列在使⽤过程中易受周围环境(如浮云，建筑物，树⽊遮荫等)和电池板表⾯的灰尘的⼲扰，导致光伏阵列的输出功率减⼩，输出特性曲线变得复杂。
输出特性曲线呈多极值点，这就使得基于单峰值的最⼤功率点跟踪算法有可能在这种情况下失效，得不到全局最⼤功率点，使得光伏发电系统效率⼤⼤降低。
如果⼀个电站，某⼀个组串后⾯有空调机组;⼜有⼀⽚树叶遮盖了某⼀块电池⽚;⼜有⼀⽚树荫遮挡了部分组件。
那么就会出现图3的情况，有了多个功率的峰值。
如何找到图3中最⾼的那个点，就需要MPPT了!⼀、最⼤功率点的条件这个问题说起来⼜有⼀点复杂了!太阳能电池组件，有内电阻和外电阻之分。
当某⼀刻内电阻和外电阻相等时，此刻电池组件就⼯作在最⼤功率点了。
P=UI=I2R=[E/(R+r)]2R=E2R/(R+r)]2=E2/(√R+r/√R)2=E2/[(√R-r/√R)2+4r]右边R为变量,分⼦⼀定,分母中√R=r/√R,即R=r时和最⼩,这时分数值最⼤。
所以,当外电阻和内电阻相等时,输出功率最⼤。
太阳能电池组件的内阻，主要体现在发电的时候，对电流的抑制作⽤。
在发电的时候，主要参与的元素有电池⽚，内部焊条导线，还有外部链接线缆。
这些参与的元素有⼀个共同的特性，就是在低温的时候，电阻值全部都会变⼩。
所以在同辐射强度的情况下，环境温度越低，电池板的内阻越⼩，发电效果越⾼;反之，则温度越⾼，内阻越⼤。
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【干货】光伏逆变器动态MPPT效率测试详解
在现实生活中，由于阳光照射角度、云层、阴影等多种因素影响，光伏阵列接受到的阳光辐照度和相应温度在不同的条件下会有很大的差别，比如在早晨和中午，在晴朗和多云的天气下，特别是云层遮掩的影响，可能会造成短时间内辐照度的剧烈变化。
因此对于光伏逆变器而言，其必须具备应对阳光辐照度持续变化的策略，始终维持、或者是在尽可能短的时间内恢复到一个较高的MPPT精度水平，以及较高的转化效率，才能在现实生活中实现良好的发电效果。
目前光伏逆变器行业中各大厂商对于静态MPPT追踪算法的处理基本都展现出了很高的水准，可以精确地维持在非常接近100%的水平，为后端直流转交流的过程提供了良好的基础。
这一点也体现在各个型号的逆变器的总体效率参数上，标称值一般都很高。
而在逆变器实际的工作环境中，日照、温度等外部条件是处于实时动态变化的过程中，逆变器在这样的条件下工作，其动态效能也就成为了衡量其实际性能的不可忽视的重要指标。
在实验室的测试环境下，光伏模拟器作为可以直接模拟各种类型、各种配置的光伏阵列的高效模拟器，已经被广泛地应用于逆变器的测试。
但此前的测试更多地集中于模拟各种静态条件下(即在测试过程中维持给定的IV曲线不变化)，或者是有限的低强度变化(如测试过程中会在给定的两条或数条IV曲线之间切换)，较少涉及长时间、高强度的真实工作状况的模拟。
笔者关注使用光伏模拟器来模拟光伏阵列随时间而发生动态变化的输出，探究此动态MPPT测试功能的实用性和其中需要注意的要点。
由于动态天气的组合方式几乎无穷无尽，因此首要的问题是光伏模拟器提供了哪些典型类型的天气文档，以及是否有足够的灵活度来供客户自行生成新的天气文档，是否提供足够高的时间分辨率来支持快速的辐照度变化。
以光伏模拟与测试业内的知名品牌的光伏模拟器产品为例，其提供了晴天、多云、阴天等状况的典型天气情况实例(如下图1)，另外支持直接在软件内制定或者通过外部数据处理软件(如EXCEL)生成自定义天气文档，时间分辨率为1秒。
对于天气文档的时间长度则没有限制，可以支持长时间的测试，如一周甚至更长时间。
光伏逆变器
图1 晴天和阴天的辐照度及温度变化情况，横轴为时间，黄线为辐照度，紫线为温度
业内部分组织也定义了一些“标准”的测试形态，以便对不同的逆变器按照相同标准来做比对。
例如：
1. Sandia National Laboratory定义了辐照度和温度变化的几种不同模式。
-- 快速变化(辐照度3秒钟从100W/m2线性升至800W/m2及反向下降)
-- 慢速变化(辐照度半小时从0W/m2线性升至1000W/m2然后相同速率下降回0，同期温度从5度到60度再回到5度)
-- 三角变化(辐照度30秒从100W/m2线性升至800W/m2然后相同速率下降回100W/m2，重复60次)
-- 温度变化(10秒从35度线性升温至75度然后相同速率下降回35度，重复15次)
2. IEC/EN50530在附录B中定义了不同的测试模式。
-- 低辐照度到中辐照度的不同速率往复变化(从100W/m2到500W/m2的变化，11种不同速率，最慢800秒，最快8秒)
-- 中辐照度到高辐照度的不同速率往复变化(从300W/m2到1000W/m2的变化，6种不同速率，最慢70秒，最快7秒)
3. 鉴衡CGC/GF004对于动态效率的测试模式定义与EN50530相同。
应该说这些标准提供了很好的参考条件，便于各逆变器厂商进行针对性的改善动态MPPT性能的研究。
这些标准更多的是关注辐照度的变化而非温度的变化，这是由于光伏组件的输出功率受辐照度影响特别剧烈，而温度的影响则相对较小。
需要注意的是，这些标准对于辐照度变化的时间分辨率并没有给出强制性的要求，但是其本质上会要求在以秒为基础单位的同时进行进一步的线性内插，以满足该种测试形态。
以EN50530为例，其对于辐照度变化速率的最快的要求是100W/m2/s，以7秒钟实现从300W/m2到1000W/m2的变化。
如果我们只是采纳1秒钟变化一次辐照度的方法，则将得到如下的以1秒为步进的阶梯状辐照度变化图档(图2)，而非标准所要求的线性变化状辐照度图档(图3)。
通过简单的数学计算，以一个在标准测试状态下(STC，1000W/m2，25摄氏度)标称为1KW的逆变器为例，来评估这种阶梯状变化方式的影响能有多大。
按照EN50530附录C中定义的光伏阵列I/V曲线拟合公式，相应的晶硅模型和薄膜模型在对应辐照度下的理论最大功率点列表如下。
辐照度(W/M2)晶硅Pmp(W)薄膜Pmp(W)
300291.6300.7
400394.3404.8
500497507.9
600599.3609.9
700700.8710.3
800801.4808.9
900900.9905.7
1000999.31000.3
也就是说每次100W/m2的辐照度变化会导致光伏模拟器的输出IV曲线的最大功率点(以下简称Pmp)有一个大约10%标称功率的跳变。
另外通过简单的数学计算便可得出此种阶梯状变化方式与理想情况间会造成的实际给逆变器供应功率的差异，在这辐照度线性增大的7秒内对于晶硅模型是少了707W，对于薄膜模型是少了700W，也就是大约每秒少供应100W，约10%标称功率的供应不足。
同理当辐照度线性减少的时候就会是大约每秒多供应100W，约10%标称功率的供应过量。
这种高达10%的供应功率差异完全是由于光伏模拟器本身的算法导致的。
对于高速逆变器来说，这种差异可能严重影响其性能表现，使其无法发挥出自己的真实能力，无法与其他的相对低速的逆变器区分开来。
解决此问题的方法就是在每秒间进行线性内插，使得光伏模拟器给出的IV曲线尽可能地贴合理想的线性变化。
例如阿美特克ELGAR的光伏模拟器可以在每秒之间线性内插128次，也就是每7.8毫秒就会自动变更一条新的IV曲线，这样一来就相当于曲线之间几乎是无缝切换。
但是这样高速的变化会引入另一个问题，即MPPT追踪精度的计算问题。
目前各厂家基本上都是依靠光伏模拟器本身提供的MPPT精度测量功能来直接计算逆变器的MPPT效率，计算方法是将当前时刻的输出电压乘以输出电流，得到当前的实际输出功率，然后除以当前IV曲线的Pmp。
这其中当前的实际输出电压和电流值的获取是需要进行实时测量的，有一个测量时间窗口长度的问题，理论上是时间长度长一些比较好，例如20ms或以上，以便于滤除纹波干扰以获得高精度的读数;而另一个更重要、影响也更大的问题是同步问题。
当IV曲线处于高速自动线性内插的状况(例如每7.8毫秒更新一次)时，很显然常规的20ms测量窗口无法与之匹配，当20ms的测量采样时间完成并得到一个输出功率值时，此时的IV曲线已经更新了二至三次，我们拿这个测量值除以当前使用的IV曲线的Pmp值，得到的MPPT效率显然会存在失真。
于是当辐照度处于上升状态时，此时光伏模拟器报告的MPPT效率会偏低;当辐照度处于下降状态时，光伏模拟器报告的MPPT 效率会偏高。
如下图(图4)是一个辐照度以100W/m2的速率从1000W/m2下降至300W/m2，同时光伏模拟器进行每秒128次内插的测试结果。
我们可以清楚地看到，红色线代表的光伏模拟器报告的实际输出功率高出蓝色线代表的线性下降的理想IV曲线的Pmp，以至于计算得到的MPPT效率会出现超过100%的情况。
图4 100W/m2/s的辐照度线性下降情况下，带高速线性内插功能的光伏模拟器报告的MPPT效率存在较大的误差
为了解决此一问题，我们需要选取适当的IV曲线更新速率以及测量时间窗口。
例如阿美特克ELGAR光伏模拟器允许用户设置禁用每秒128次的仪器自动内插更新IV曲线功能，而启用软件统一控制的每100毫秒更新一次IV曲线的方法，而同样由软件来操作在此期间的输出功率回读，这样就可以确保当前输出功率的测量与IV曲线更新的同步问题。
这样IV曲线的更新速率为每秒10次，可以使得供应给逆变器的功率跳变、以及供应能量与理想情况的差异均缩减为1%的量级，无疑是目前市面上性能表现最为优秀的光伏模拟器。
如下图5是采用该方式后的测试结果。
我们可以看到代表实际输出功率测量结果的红色轨迹极好地匹配了代表理想Pmp变化的蓝色轨迹。
图6是更长时间上的测试结果图示，包含辐照度下降和上升的两种情况。
说明当前这款逆变器可以非常良好地适应这种1000W/ m2的辐照度变化速率，维持99%以上的MPPT效率。
图5 100W/m2/s的辐照度线性下降情况下，开启软件10次/秒线性内插功能的光伏模拟器报告的MPPT效率
图6 更长时间的100W/m2/s的辐照度线性下降情况下，开启软件10次/秒线性内插功能的光伏模拟器报告的MPPT
综上所述，当我们需要在实验室里进行动态的天气状况模拟时，需要能够构建或加载各种复杂天气状况以及国际规范定义的典型测试模式，构建的天气文档的时间分辨率达到秒级，而实际的IV曲线更新速率需要更快(如每秒10次)以满足平滑变化及符合实际状况的要求，同时在高速的IV曲线更新时还务必要确保输出采样数据的同步性，只有这样，我们才能得到足够精确、可信赖的测试结果。