复旦大学研发光伏并网逆变器综合测试系统

复旦大学日前宣布该校信息科学与工程学院的孙耀杰教授、林燕丹副教授团队的不懈努力下，研究开发出了国产光伏并网逆变器测试系统，以满足太阳能发电系统的检测之需。该产品在上海第十五届中国国际工业博览会上进行了展示。

据介绍，随着并网型太阳能光伏发电系统的应用越来越广泛，对光伏系统的质量控制和性能评估的需求也越来越高，国家相关测试机构相继投入了大量的人力和物力提高光伏发电系统与装置的质量评估能力。但是满足测试能力的高性能实验测试设备绝大多数需要进口。

据孙耀杰教授介绍，由于实际电池组件受天气、环境等因素的改变而不可控，最初的检测设备是使用人造光源模拟太阳光来照射实际电池组件，进行长时间的测试，造价很高，调节也不方便，之后有人就采用固定电压源，但是考虑到恒定电压源输出的“电流-电压（I-V）曲线”是一条直线，与实际电池板的I-V曲线会产生较大偏差，为此人们又在检测设备中接入了一个电阻，即利用定电压的直流源和固定电阻近似模拟实际电池板，但动态性能难于评价，因此就出现了利用程控电源作为PV组件模拟源的方案，但是目前国内制造的检测设备尚不成熟，实际所用的设备绝大多数来自于进口，价格很高。

为了解决以上这些问题，复旦大学研制了一套新型的检测设备，包括：光伏电池阵列模拟电源、电网特性模拟电源 ，以及系统综合测试与评价系统，内嵌主流的国际/国内测试标准和完善的动态MPPT追踪控制评价方法，技术水平达到国际先进水平，完全可以胜任对逆变器的性能检测。

“与国外的光伏电池阵列模拟电源相比，我们的模拟源在技术、性能水平上与国外先进水平持平，而电网特性模拟电源，作为我们特有的一些新尝试，又有了新的突破。”孙耀杰教授说。

据介绍，普通的电网模拟电源不具备真实电网的双向电能交换能力，在进行长时间的测试或老化工作时，逆变器产生的电能会变为热量消耗掉，如果能将这一部分无效损耗的电能再利用，节能的水平将大幅度提高。而孙耀杰教授团队就基于这一点，研发出了具有“反向馈能功能”的模拟源，实现交流测反馈和循环利用，实现电网特性最真实的模拟，能够将85%以上电能回馈至电网，测试、节能两不误。此外个体产品功能最大化也是节能的另一体现，此电网特性模拟电源成功实现了“一机两用”，除了作交流电源使用，也可以作为馈能式交流负载使用，模拟阻性、容性、感性以及阻容、阻感性负载，可以用于UPS等交流电源的老化测试。

对于团队的未来研究方向，孙耀杰教授认为传统电网难以满足分布式发电大规模接入，同时居民储电、反向卖电对电网的调度、继电保护也是个大考验，由此必须设计出满足智能电网运行机制，具备自适应调控能力的智能化策略，实现大范围的电能协调优化，这样的话，各个系统之间的协调机制和互相影响因素就很复杂，现有测试系统很难在实验室完全复现现场的实际情况，实现复杂工况下的模拟和评价，这就需要研发可用于现场在线测试的综合测试与评价系统，具备现场自适应激励、在线动态建模、云端数据综合等先进功能，模拟电源系统也会因此需要进一步的升级。下一步，研究团队将瞄准光伏发电智能电网的应用，继续研究新型的综合测试系统，争取在智能电网领域做出的开创性研究成果。