一种多通道I-V测试仪比对测试装置设计与研究

王泽成 年夫来

摘 要：随着光伏行业不断蓬勃发展，光伏测试行业也随之不断发展进步，涌现出了越来越多品牌的光伏组件I-V测试仪，如何快速判断不同I-V测试仪的测试性能差异的问题随之出现。为此，本文阐述了一种多通道I-V测试仪比对测试装置，用以快速方便地实现多个I-V测试仪比对测试同一组件或者组串，最终判断不同I-V测试仪的测试性能差异。

关键词：多通道;I-V测试仪;比对测试

1 引言

近年来在国家政策的大力扶持下，光伏产业迎来蓬勃发展，走向健康持续发展态势。光伏行业的健康发展当然也离不开光伏检测设备的支持，其中就包括较早出现的光伏组件I-V测试仪（光伏组件伏安特性测试仪）。近十年来，光伏检测设备水平不断提高促进了光伏检测设备行业的不断发展壮大，越来越多的单位投进了光伏检测设备行业的大潮中，也因此涌现了很多品牌的光伏组件I-V测试仪。如何快速判断不同I-V测试仪的测试性能差异的问题随之出现。

较为理想的光伏组件I-V测试仪比对测试是在标准STC（1000W/m2，25℃）条件下，不同光伏组件I-V测试仪测试同一光伏组件或者组串，直接比对测试结果，比较直观和准确。但是实际测试时很难保证STC测试条件，需要恒温室和太阳光稳态模拟器来共同保证。受太阳光模拟器发光面积限制，一般还只能测试光伏组件不能测试光伏组串而且花费代价较高。所以较多是在户外太阳光条件下，不同光伏组件I-V测试仪分别测试同一个组件或者组串来比对测试结果。由于户外太阳光条件下，测试操作人员来回插拔测试线缆等操作过程中辐照度等环境条件参数变化较快，很容易影响I-V测试仪的测试结果，从而会对不同光伏组件I-V测试仪的性能比对测试产生较大影响，比对测试结果很不准确。因此亟需一种有多个输出通道分流给不同光伏组件I-V测试仪测试的装置满足快速比对测试。

2 主要原理

针对上述很多计量机构比对测试不同I-V测试仪的测试性能时，目前采用的方法是测试同一个组件或者组串作为比对。如果每一个测试仪来回拔插线再测试，不仅工作量较大，而且测试环境因素变化也不可控。于是本文提出了多通道分流测试方法：把一个组件或者组串分到多个通道，这样所有测试仪接线完成后，就可以多个测试仪逐次快速测试同一组件。多通道分流比对测试的原理如图1所示，比对测试装置主要包含控制模块和分流模块两部分。其中，控制模块主要接收上位机命令控制分流模块实现相应的开关接通及关断;分流模块主要是提供对外的输入（1个输入接口IN+、IN-）、I-V测试（12个I-V测试接口IV+、IV-）等接口，接收控制模的控制信号完成相应的开关接通及关断。实际测试时，每次只能接通K1-K12中的一个开关，用户可以根据测试需要，通过上位机快速选择接通任意一个开关，实现该路的I-V测试仪测试组件或者组串。

3 具体设计

具体设计实现时，分流模块主要选择的是小功率高压继电器，保证光伏组串测试耐压需求，完全接通时的过流能力达到15A，满足现有光伏组件测试需求。控制模块采用了8位单片机组成控制系统，用以具体控制相应的高压继电器导通与关断。其中，为了有效利用单片机的I/O口，如图2所示，采用两个锁存器暂存单片机P00-P05信号，通过单片机P20、P21的选通控制，组合实现继电器K1-K12的逐个控制，其相應的关系对应如表1所示。

4 结论

针对不同I-V测试仪的测试性能差异的测试需求，设计了一种多通道分流测试装置，满足了多通道I-V测试仪比对测试需求。该测试装置目前已经在多个实证基地及计量机构使用，反映良好。

参考文献：

[1]年夫来，朱炬.一种多功能光伏组件切换装置设计与研究[J].机械工程与自动化，2019（5）：10-11.

[2]年夫来.一种在线式光伏组件巡检测试装置：中国，201710974835.0[P].2017-10-19.

作者简介：

王泽成（1988.04.24），男，汉族，贯籍：安徽省蚌埠市，安徽怀远人，助理工程师，工学学士，从事工作：测试仪器市场销售，研究方向：电源与光伏测试。

（中电科思仪科技（安徽）有限公司，安徽 蚌埠 233010）