如何应对高速MPPT算法的新型光伏逆变器测试 2021-08-06

众所周知，由于光照度，温度及云遮面积和程度的不同，太阳能板的输出IV曲线及输出******功率点是在时刻变化的，因此光伏逆变器的MPPT追踪效率测试，离不开一台高仿真的光伏模拟源(PV simulator)。对于组串式的光伏逆变器而言，则需要多通道的光伏模拟源。ITECH最新的光伏模拟系统SAS1000M，最多支持到20个通道，提供静态/动态，法规及table模式三种测试模式，用户可实时在线修改光照度和温度参数。

组串式结构

但近年来，随着MPPT算法的加快，光伏逆变器硬件环路速度的提升，通用的光伏模拟源已经无法满足新型逆变器的测试，转而需要高速的PV simulator。此外，光伏逆变器本身除了MPPT模式，还可能因为光照度的不同，切换到full power或者power limitation模式。不同的工作模式对应光伏逆变器不同的追踪控制策略，也会对PV simulator的速度兼容性提出更高的要求。

1、为何高速MPPT算法的光伏逆变器需要高速的PV simulator?

下图是静态模式下的IV曲线，当MPPT追踪速度变快时(从Voc到Vmp的扫描速度变快)，意味着光伏模拟源跟随的电压电流调整速度也需同步加快，否则滞后的响应就会引起追踪偏离出IV曲线或引起震荡。在整个的仿真测试过程中，也要求光伏模拟源有着极高的采样和计算速度，否则当逆变器的追踪点已发生变化，而设备仍未采样到，同样会导致测试异常。同样算法速度较慢，即便及时取样到追踪点的电压变化，也无法快速获取到新的电流值，依然导致测试失败。根据逆变器行业的测试法规(IEC 62116)，要求电源的电流动态响应时间小于1ms，下图是按照法规实测出来的IT6000C系列的电流动态响应时间，绿色为电流，蓝色为电压，电流到恢复到10%以内时间小于1ms。

摘自法规

2、光伏逆变器Full power和power limitation模式测试

光伏逆变器通常内部设计有不同的控制策略。如在full power模式下(比如在2：00pm的时候)将逆变器切入电网，按照相关法规规定(如CEI-021, VDE04105…)，逆变器不能够立即满功率输出，而是需要缓慢的步进的方式将功率并入到电网(slow ramp控制行为)。Power limitation模式，则是限定逆变器的******功率。下图是用户使用传统的PV simulator和ITECH IT6018C-1500-30实测波形，实验中通过WIFI控制，将光伏逆变器从MPPT模式切换到power limitation模式，在切换的时候，低速的光伏模拟源出现震荡，追踪不到稳定工作点。而高速的IT6018C-1500-30抓取的电压和电流则非常稳定。

低速PV simulator测试波形 高速IT6018-1500-30测试波形

综上，高速的PV simulator是能够应用高速算法和不同控制策略的光伏逆变器的******解决方案。