一種多通道I-V測試儀比對測試裝置設計與研究

王澤成 年夫來

摘 要：隨著光伏行業不斷蓬勃發展，光伏測試行業也隨之不斷發展進步，涌現出了越來越多品牌的光伏組件I-V測試儀，如何快速判斷不同I-V測試儀的測試性能差異的問題隨之出現。為此，本文闡述了一種多通道I-V測試儀比對測試裝置，用以快速方便地實現多個I-V測試儀比對測試同一組件或者組串，最終判斷不同I-V測試儀的測試性能差異。

關鍵詞：多通道;I-V測試儀;比對測試

1 引言

近年來在國家政策的大力扶持下，光伏產業迎來蓬勃發展，走向健康持續發展態勢。光伏行業的健康發展當然也離不開光伏檢測設備的支持，其中就包括較早出現的光伏組件I-V測試儀（光伏組件伏安特性測試儀）。近十年來，光伏檢測設備水平不斷提高促進了光伏檢測設備行業的不斷發展壯大，越來越多的單位投進了光伏檢測設備行業的大潮中，也因此涌現了很多品牌的光伏組件I-V測試儀。如何快速判斷不同I-V測試儀的測試性能差異的問題隨之出現。

較為理想的光伏組件I-V測試儀比對測試是在標準STC（1000W/m2，25℃）條件下，不同光伏組件I-V測試儀測試同一光伏組件或者組串，直接比對測試結果，比較直觀和準確。但是實際測試時很難保證STC測試條件，需要恒溫室和太陽光穩態模擬器來共同保證。受太陽光模擬器發光面積限制，一般還只能測試光伏組件不能測試光伏組串而且花費代價較高。所以較多是在戶外太陽光條件下，不同光伏組件I-V測試儀分別測試同一個組件或者組串來比對測試結果。由于戶外太陽光條件下，測試操作人員來回插拔測試線纜等操作過程中輻照度等環境條件參數變化較快，很容易影響I-V測試儀的測試結果，從而會對不同光伏組件I-V測試儀的性能比對測試產生較大影響，比對測試結果很不準確。因此亟需一種有多個輸出通道分流給不同光伏組件I-V測試儀測試的裝置滿足快速比對測試。

2 主要原理

針對上述很多計量機構比對測試不同I-V測試儀的測試性能時，目前采用的方法是測試同一個組件或者組串作為比對。如果每一個測試儀來回拔插線再測試，不僅工作量較大，而且測試環境因素變化也不可控。于是本文提出了多通道分流測試方法：把一個組件或者組串分到多個通道，這樣所有測試儀接線完成后，就可以多個測試儀逐次快速測試同一組件。多通道分流比對測試的原理如圖1所示，比對測試裝置主要包含控制模塊和分流模塊兩部分。其中，控制模塊主要接收上位機命令控制分流模塊實現相應的開關接通及關斷;分流模塊主要是提供對外的輸入（1個輸入接口IN+、IN-）、I-V測試（12個I-V測試接口IV+、IV-）等接口，接收控制模的控制信號完成相應的開關接通及關斷。實際測試時，每次只能接通K1-K12中的一個開關，用戶可以根據測試需要，通過上位機快速選擇接通任意一個開關，實現該路的I-V測試儀測試組件或者組串。

3 具體設計

具體設計實現時，分流模塊主要選擇的是小功率高壓繼電器，保證光伏組串測試耐壓需求，完全接通時的過流能力達到15A，滿足現有光伏組件測試需求。控制模塊采用了8位單片機組成控制系統，用以具體控制相應的高壓繼電器導通與關斷。其中，為了有效利用單片機的I/O口，如圖2所示，采用兩個鎖存器暫存單片機P00-P05信號，通過單片機P20、P21的選通控制，組合實現繼電器K1-K12的逐個控制，其相應的關系對應如表1所示。

4 結論

針對不同I-V測試儀的測試性能差異的測試需求，設計了一種多通道分流測試裝置，滿足了多通道I-V測試儀比對測試需求。該測試裝置目前已經在多個實證基地及計量機構使用，反映良好。

參考文獻：

[1]年夫來，朱炬.一種多功能光伏組件切換裝置設計與研究[J].機械工程與自動化，2019（5）：10-11.

[2]年夫來.一種在線式光伏組件巡檢測試裝置：中國，201710974835.0[P].2017-10-19.

作者簡介：

王澤成（1988.04.24），男，漢族，貫籍：安徽省蚌埠市，安徽懷遠人，助理工程師，工學學士，從事工作：測試儀器市場銷售，研究方向：電源與光伏測試。

（中電科思儀科技（安徽）有限公司，安徽 蚌埠 233010）