具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种光伏I-V曲线测试系统，通过在逆变器处于离网状态时，使各光伏组串为逆变器母线电容充电，并获取为母线电容充电时各光伏组串的电流和电压数据，以此得到全电压范围内的光伏I-V曲线，根据该光伏I-V曲线可准确的判断伏组件是否存在故障，并能准确定位出现故障的光伏组串。相对于现有的光伏I-V曲线，本发明的光伏I-V测试系统可测试全电压范围内的光伏I-V曲线，因此可对光伏组件的运行状态进行精准的监控，并进行精细化的管理。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种光伏I-V曲线测试系统，该光伏I-V曲线测试系统包括：光伏组件，由多个光伏组串组成；汇流箱，与光伏组件连接，用于对多个光伏组串进行汇流；逆变组件，与汇流箱连接；逆变组件包括逆变器、与逆变器连接的母线电容；检测单元，设于汇流箱内，与各光伏组串连接，用于检测各光伏组串的电流和电压；控制单元，控制单元与汇流箱、逆变器及检测单元连接，控制单元用于在测试时控制逆变器处于离网状态，使多个光伏组串为逆变器母线电容充电，获取多个光伏组串为母线电容充电时各光伏组串的电流和电压数据，并根据各光伏组串电流和电压的数据得到全电压范围内的光伏I-V曲线。

在本实施例中，检测单元为电流传感器和电压传感器，与各光伏组串连接，用于测量各光伏组串的电压和电流。

在光伏发电过程中，逆变器在光伏组件的电压达到逆变器的最低启动电压时，逆变器才处于并网状态，因此，在并网状态时，是检测不到光伏组件的全电压光伏I-V曲线的。本发明实施例的光伏I-V曲线测试系统在测试时，逆变器处于离网状态。

具体地，控制逆变器处于离网状态，然后利用光伏组串给母线电容充电，在光伏组串给母线电容充电的过程中通过检测单元获取所有光伏组串的电压和电流，然后检测单元将检测的电压和电流数据传输给控制单元，控制单元根据获取的数据得到全电压范围内的光伏I-V曲线。

进一步地，该测试系统还包括与逆变器连接的变压器T1，变压器T1的低压侧与逆变器连接。

在本实施例中，逆变器内部设有与变压器的高压侧连接的并网开关S2，用于在测量光伏I-V曲线时断开，以使逆变器处于离网状态。并在测试完成后，闭合并网开关S2，使逆变器处于并网状态。

进一步地，汇流箱与逆变器之间设有逆变器直流输入负荷开关S3。

在本实施例中，逆变器的并网开关S2断开以后，使逆变器处于离网状态。此时闭合逆变器直流输入负荷开关S3，使各光伏组串为母线电容充电。

具体地，在本实施例中，在测试光伏I-V曲线时，并网开关S2断开，逆变器直流输入负荷开关S3闭合，使各光伏组串为母线电容充电，在光伏组串为母线电容充电的过程中，获取各光伏组串的电压和电流数据，依据获取的数据得到全电压范围内的光伏I-V曲线。

参照图2，在充电开始时，母线电容的初始电压为0，此时光伏组串的电压最大为V_CS，电流为0。充电结束后，母线电容的最大电压是U₀，光伏组串的电压为0，光伏组串的电流达到最大值为I_CS。在母线电容充电过程中，母线电容从小逐渐变大，直至充满达到最大电压U₀，光伏组串的电压由V_CS逐渐变小，并逐渐接近于0，，而光伏组串的电流逐渐增大，并逐渐接近于最大值I_CS。通过获取充电过程中各光伏组串电压和电流的变化值，以此绘出全电压范围内的光伏I-V曲线。

进一步地，母线电容还并联有放电装置，用于充电完成后对母线电容进行放电。

在本实施例中，放电装置包括与母线电容并联的放电电阻及与放电电阻串联的放电开关S1。测试完成后，断开逆变器直流输入负荷开关S3，闭合放电开关S1，给母线电容放电，以便于下次充电测试。

进一步地，该测试系统还包括与变压器连接的电网，变压器的低压侧与电网连接。

在本实施例中，电网端的控制器与控制单元连接，控制器获取控制单元得到的光伏I-V曲线，并根据光伏I-V曲线监测光伏组件的运行状态，进一步判断光伏组件是否存在异常或是否存在电流失配情况。

进一步地，逆变器包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路，控制逻辑包括控制模块，控制模块连接控制单元。

在本实施例中，控制单元位于逆变器端，用于在测试时，控制逆变器断开并网开关S2，并闭合逆变器直流输入负荷开关S3，使各光伏组串为母线电容充电。检测单元直接将检测数据传输给逆变器。

在其他实施例中，控制单元可以集成在逆变器的控制模块上，在测试时，由控制模块发送控制信号给并网开关S2和逆变器直流输入负荷开关S3，控制并网开关S2断开，使逆变器处于离网状态，并闭合逆变器直流输入负荷开关 S3，使各光伏组串为母线电容充电，在充电过程中，检测单元将获取的数据传输给控制器，控制器根据获取的检测数据得到光伏I-V曲线。

进一步地，控制单元与检测单元通过RS485通讯接口，或者通过光纤连接。

在本实施例中，控制单元与检测单元通过位于汇流箱和逆变器上的RS485 通讯接口连接，以用于传输数据。在其他实施例中，还可以通过光纤连接，本实施例不做具体限定。

在另一实施例中，控制单元可以设置在电网端，检测单元与电网端的控制器连接，以将检测数据传输给位于电网侧的控制端。具体地，控制单元可以设于电网端，汇流箱与逆变器均与电网端连接，通过电网端的控制单元发送测试信号，控制并网开关S2断开，同时闭合逆变器直流输入负荷开关S3，使各光伏组串为母线电容充电，以获取各光伏组串在充电过程中的电压和电流数据，并以此得到全电压范围内的光伏I-V曲线。可以理解的是，控制单元还可以与电网端的控制器集成。

参照图3所示的多条光伏组串的光伏I-V曲线，在实际运用过程光伏I-V 曲线受开口电压、辐照度、温度、积臣或者实际内部损坏等情况的影响。例如图3中的a和b曲线为正常运行状态下的曲线，只有一个膝盖弯。而曲线c有多个膝盖弯，则说明c为异常曲线。以此说明c对应的光伏组串出现异常。

一般情况下光伏组件的开口电压和短路电流出现微弱偏差是受辐照度和温度等因素的影响，但是过低的开口电压和短路电流如d曲线或者出现多个膝盖弯的c曲线则判定位是光伏组件出现问题。因此可通过对光伏I-V曲线的分析，可诊断光伏组串出现异常及出现异常的原因。

进一步地，逆变器包括但不限于集中式逆变器、集散式逆变器及组串式逆变器。本实施例的光伏I-V曲线测试系统，可适用于各种类型的逆变器，均可测试各种逆变类型的光伏I-V曲线。

进一步地，光伏组件的电压包括多种电压等级的光伏系统，例如：适用于 1000V、1500V、2000V、3000V及更高电压等级的光伏系统。

本实施例的光伏I-V测试系统，适用于大中小电压等级的光伏组件，可测试各种电压等级的光伏组件的光伏I-V曲线，因此，可对各种电压等级光伏组件的运行状态进行监控，并进行精细化管理，可准确快速的定位出现故障的光伏组串。

本实施例的光伏I-V曲线测试系统，通过在逆变器处于离网状态时，使各光伏组串为逆变器母线电容充电，并获取为母线电容充电时各光伏组串的电流和电压数据，以此得到全电压范围内的光伏I-V曲线，根据该光伏I-V曲线可准确的判断伏组件是否存在故障，并能准确定位出现故障的光伏组串。相对于现有的光伏I-V曲线，本实施例的光伏I-V测试系统可测试全电压范围内的光伏I-V曲线，因此可对光伏组件的运行状态进行精准的监控，并进行精细化的管理。

实施例二

本实施例提供一种光伏I-V曲线测试方法，该光伏I-V曲线测试方法包括以下步骤：

控制逆变器处于离网状态，并为逆变器母线电容充电；

获取多个光伏组串为逆变器母线电容充电时各光伏组串的电流和电压数据；

并根据各光伏组串电流和电压的数据得到全电压范围内的光伏I-V曲线。

在本实施例中，光伏组串上均设有电流和电压检测装置，用于测量各光伏组串的电压和电流。

在光伏发电过程中，逆变器在光伏组件的电压达到逆变器的最低启动电压时，逆变器才处于并网状态，因此，在并网状态时，是检测不到光伏组件的全电压光伏I-V曲线的。在测试时，逆变器处于离网状态。

在本实施例中，控制逆变器处于离网状态，然后利用光伏组串给逆变器母线电容充电，在光伏组串给母线电容充电的过程中通过检测单元获取所有光伏组串的电压和电流，然后检测单元将检测的电压和电流数据传输给控制单元，控制单元根据获取的数据得到全电压范围内的光伏I-V曲线。

具体地，在充电开始时，母线电容的初始电压为0，此时光伏组串的电压最大为V_CS。充电结束后，母线电容的最大电压是U₀，光伏组串的电流达到最大值为I_CS。在母线电容充电过程中，母线电容从小逐渐变大，直至充满达到最大电压U₀，光伏组串的电压逐渐变小，并逐渐接近于0，而光伏组串的电流逐渐增大，并逐渐接近于最大值I_CS。通过获取充电过程中各光伏组串电压和电流的变化值，以此绘出全电压范围内的光伏I-V曲线。

依据获取的各光伏组串的电压和电流数据，得到每个光伏组串对应的光伏 I-V曲线如图2所示。也可以得出多个光伏组串的光伏I-V曲线，如图3所示。

进一步地，依据各光伏组串的电压和电流得到光伏曲线步骤之后还包括：

分析光伏曲线，判断光伏组件是否存在故障。

在实际运用过程光伏I-V曲线受开口电压、辐照度、温度、积臣或者实际内部损坏等情况的影响。如图3中的a和b曲线为正常运行状态下的曲线，只有一个膝盖弯。而曲线c有多个膝盖弯，则说明c为异常曲线。以此说明c对应的光伏组串出现异常。

一般情况下光伏组件的开口电压和短路电流出现微弱偏差是受辐照度和温度等因素的影响，但是过低的开口电压和短路电流如d曲线或者出现多个膝盖弯的c曲线则判定位是光伏组件出现问题。因此可通过对光伏I-V曲线的分析，可诊断光伏组串出现异常及出现异常的原因。

进一步地，光伏I-V曲线测试方法还包括：测试完成后对母线电容进行放电，以便于下次测试。

在本实施例中，测试完成后，通过放电装置对母线电容进行放电，具体地，放电装置包括与母线电容并联的放电电阻及与放电电阻串联的放电开关。测试完成后，断开逆变器直流输入负荷开关，闭合放电开关，给母线电容放电，以便于下次充电测试。

进一步地，依据各光伏组串的电压和电流得到光伏I-V曲线步骤之后还包括：

在测试完成后，控制逆变器处于并网状态，使光伏系统正常工作。

在本实施例中，测试完成后，如果光伏组件的工作状态正常，则闭合并网开关，使光伏系统正常工作。

如经过分析之后出现异常，则需要对出现问题的光伏组串进行检查或更换。

本实施例的光伏I-V曲线测试方法，该方法包括：控制逆变器处于离网状态，并为母线电容充电；获取多个光伏组串为母线电容充电时各光伏组串的电流和电压数据；并根据各光伏组串电流和电压的数据得到全电压范围内的光伏 I-V曲线，根据该光伏I-V曲线可准确的判断光伏组件是否存在故障或电流失配等问题。相对于现有的光伏I-V曲线，本实施例的光伏I-V曲线测试方法可测试全电压范围内的光伏I-V曲线，因此可对光伏组件的运行状态进行精准的监控，并进行精细化的管理。

实施例三

本实施例还提供一种光伏设备，该光伏设备包括上述的测试系统及处理器，该处理器可运行上述的光伏I-V曲线测试方法的步骤。该光伏I-V曲线测试方法如上，本实施例不再赘述。

本实施例的光伏设备，通过在测试光伏I-V曲线时，控制逆变器处于离网状态下，并为母线电容充电；获取多个光伏组串为母线电容充电时各光伏组串的电流和电压数据；并根据各光伏组串电流和电压的数据得到全电压范围内的光伏I-V曲线，根据该光伏I-V曲线可准确的判断光伏组件是否存在故障或电流失配等问题。相对于现有的光伏设备，本实施例的光伏设备可测试全电压范围内的光伏I-V曲线，因此可对光伏组件的运行状态进行精准的监控，及进行精细化的管理，并可准确快速的判断出现故障的光伏组串。

本发明的光伏I-V曲线测试系统，通过在逆变器处于离网状态时，使各光伏组串为逆变器母线电容充电，并获取为母线电容充电时各光伏组串的电流和电压数据，以此得到全电压范围内的光伏I-V曲线，根据该光伏I-V曲线可准确的判断伏组件是否存在故障，并能准确定位出现故障的光伏组串。相对于现有的光伏I-V曲线，本发明的光伏I-V测试系统可测试全电压范围内的光伏I-V 曲线，因此可对光伏组件的运行状态进行精准的监控，并进行精细化的管理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。