一、光伏I-V特性測試儀概述

　　光伏I-V特性是指太陽能電池的負載由短路變為開路過程中，電流I與電壓V之間的關系。通常在平面坐標系中，用橫坐標為電壓、縱坐標為電流的關系曲線表示。
　　光伏I-V特性測試儀用于測量太陽能的I-V特性曲線，并依據太陽能電池的原理和等效電路得出開路電壓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，串聯電阻Rs、并聯電阻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，電池板發出電能給滑線電阻器供電，調節滑線電阻器的阻值，電壓表和電流表分別指示電池板輸出電壓和電流，記錄滑線電阻器不同阻值時的電壓表及電流表讀數，繪制成曲線并進行曲線擬合，即可得到光伏電池板的I-V特性曲線。

三、光伏I-V測試儀相關標準

　　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特性的現場測量

四、DT數字變送器簡介

　　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行信號調理和高速采樣，輸出數字量通過光纖傳輸至上位機。上位機軟件對數字信號進行相關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，還可通過對兩個通道的相關運算得到有功功率、無功功率、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程的損耗和干擾，可滿足各種復雜電磁環境下的高精度測量需要。
　　DT數字變送器在其內部設置了8個檔位，每個檔位只測量在本檔位量程的50%~100%范圍內信號，實現了在1%~200%額定輸入的范圍內的高準確度測量。由于采用無縫量程轉換技術，檔位切換時，數據不丟失，可滿足各種寬范圍內的動態測量需要。
　　DT數字變送器在基波頻率0.1～1500Hz范圍內，帶寬100kHz范圍內，均能滿足標稱準確度指標，滿足電力、變頻調速、軌道交通、特種電源等領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℃下進行，也可采用復合規范的太陽模擬器。
b、 可變負載_電容器
　　要求負載在近似短路和開路之間調整。實際短路電阻只需要遠遠小于串聯電阻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，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，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，光伏電池不再輸出電流，光伏電池板處于開路狀態。
　　整個充電過程大約在10S內完成，充電過程中，上位機通過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行高速同步采樣，繪制出平滑的I-V特性曲線。

3、光伏I-V測試儀特點

　　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，串聯電阻Rs、并聯電阻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個量程，采用無縫量程轉換技術，在短路至開路的整個過程中，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，可真實反映光伏電池I-V特性曲線。
c、高速采樣，無需曲線擬合
　　DT數字變送器對電壓、電流進行高達250ksps的速率進行采樣，10S的試驗過程中記錄2，500，000個數據點，完全憑借真實測量點即可繪制平滑曲線，無需曲線擬合，提高試驗結果準確度。
d、 多組同時進行
　　DH2000-6型數字主機可同時連接6個DT數字變送器，可同時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個不同量程的DT數字變送器實現不同開路電壓和短路電流光伏電池的I-V特性測試。

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