一种光储逆变器老化测试系统的制作方法

1.本发明涉及电路测试系统领域，更具体地说，涉及一种光储逆变器老化测试系统。


背景技术：

2.光储逆变器是新能源光伏技术中的一次突破性的改革产生的电器元件，不仅能够提供光伏逆变的基本功能，还能实现储能、双向直流接入、输出，提供本地直流供电需求以及能够通过直流对储能电源进行充电，单向、三相交流输出，能够给电网提供不同形式的馈电，同时支持本地交流用电，而光储逆变器则可以根据实际光伏发电情况、市电电价情况、馈电电价情况、本地用电情况实现均衡切换工作模式，极大程度的节约了电能的损耗；而光储逆变器中元件寿命或是控制逻辑误差会导致输出电流、电压存在异常，所以对光储逆变器器件可靠性测试是非常重要的，但是光储逆变器由于其内部电路的复杂性，光通过一个维度进行测试难以确定故障情况，所以需要一种能够从多个维度分析光储逆变器工作状态的测试系统。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明目的是提供一种光储逆变器老化测试系统。
4.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种光储逆变器老化测试系统，包括模拟控制模块、波形检测模块、控制器以及若干交互接口；所述控制器配置有预设的测试策略，所述的测试策略包括测试子策略以及对应的比对子策略，所述测试子策略包括若干测试指令，所述控制器依序将测试指令发送至对应的模拟控制模块以在测试指令中作为输入的交互接口产生样本电流，并接收波形检测模块获得的作为输出的交互接口的产生的反馈电流，所述比对子策略配置有若干异常条件，当反馈电流满足所述异常条件时，输出对应的异常结果。
5.进一步的，所述交互接口包括有光伏供电接口、直流电源接口、并网交流接口、离网交流接口；所述模拟控制模块包括光伏模拟单元、第一模数转换单元、第二模数转换单元、直流变压单元、交流模拟单元；所述光伏模拟单元耦接所述光伏供电接口、所述直流变压单元耦接于直流电源接口和第二模数转换单元之间，所述第一模数转换单元一端耦接于离网交流接口，另一端耦接于直流变压单元和第二模数转换单元之间耦接的节点，所述交流模拟单元分别耦接所述并网交流接口、第二模数转换单元以及光伏模拟单元，所述交流模拟单元用于生成所述的样本电流；所述波形检测模块包括交流采集单元，所述交流采集单元分别耦接所述并网交流接口、第二模数转换单元以及光伏模拟单元，所述交流采集单元用于获取所述反馈电流。
6.进一步的，所述的测试子策略包括有光储测试子策略、光供测试子策略、充储测试子策略、放储测试子策略、光放测试子策略；
所述光储测试子策略包括配置光伏模拟单元、直流变压单元、第二模数转换单元为工作态，并将光伏模拟单元耦接的交流模拟单元配置为样本电流生成侧，将第二模数转换单元耦接的交流采集单元配置为反馈电流的接收侧；所述光供测试子策略包括配置光伏模拟单元、第一模数转换单元、第二模数转换单元为工作态，并将光伏模拟单元耦接的交流模拟单元配置为样本电流生成侧，将第二模数转换单元耦接的交流采集单元配置为反馈电流的接收侧；所述充储测试子策略包括配置第二模数转换单元、直流变压单元为工作态，并第二模数转换单元耦接的交流模拟单元配置为样本电流的生成侧，将并网交流接口耦接的交流采集单元配置为反馈电流的接收侧；所述放储测试子策略包括配置第二模数转换单元、直流变压单元为工作态，将并网交流接口耦接的交流模拟单元配置为样本电流的生成侧，将第二模数转换单元耦接的交流采集单元配置为反馈电流的接收侧；所述光放测试子策略包括配置交流模拟单元为工作态、将光伏模拟单元耦接的交流模拟单元配置为样本电流的生成侧，将并网交流接口耦接的交流采集单元作为反馈电流的接收侧。
7.进一步的，所述比对子策略包括：步骤a1、提取目标时间区间的反馈电流以生成反馈电流波形；步骤a2、根据样本电流以及目标时间区间生成基准电流波形；步骤a3、比对反馈电流波形和基准电流波形以从反馈电流波形中筛选出满足预设的第一差异条件的异常电流子波形；步骤a4、配置有异常特征数据库，所述异常特征数据库存储有若干异常特征并对应每一异常特征配置有对应的特征异常值，根据异常特征数据库确定异常电流子波形中的异常特征；步骤a5、配置有异常事件信息库，所述异常事件信息库存储有若干异常事件信息，每一所述异常事件信息包括有若干异常特征并对应有异常关联值；步骤a6、计算每一异常电流子波形对应的波形异常子值，有，其中，为波形异常子值，为基准电流波形，为反馈电流波形，为该异常电流子波形的目标时间区间，为第个异常特征的特征异常值，为该异常电流子波形中异常特征的数量，为第个异常特征对应的异常关联值，为该异常特征对应的异常事件信息的数量，当异常事件信息中仅存在一个异常特征时对应的异常关联值为0；步骤a7、根据异常特征调取对应的异常条件，所述异常条件包括子波异常条件，所述子波异常条件配置有预设的第一子波基准值，当对应波形异常子值超出所述第一子波基准值时，输出对应的异常结果。
8.进一步的，所述步骤a7还包括，所述异常条件包括波形异常条件，所述波形异常条件配置有预设的第二子波基准值以及事件可靠阈值，筛选波形异常子值大于第二子波基准值的异常电流子波形以组成异常子波组，确定异常子波组中相关的异常事件信息，计算确
定的每一异常事件信息的事件可靠值，有，其中，为第个异常事件信息对应的事件可靠值，为异常事件信息的数量，为第个异常事件信息对应对应第个异常电流子波形的异常关联总值，所述的异常关联总值为异常电流子波形中的异常特征对应的异常关联值之和，为与对应异常事件信息相关的异常电流子波形的数量，为第个异常电流子波形的波形异常子值，当异常事件信息对应的事件可靠值大于事件可靠阈值时，输出对应的异常结果。
9.进一步的，所述的测试策略包括步骤b1、执行光放测试子策略并提取逆变索引；步骤b2、通过步骤b1中提取的逆变索引配置光供测试子策略对应的比对子策略，执行光供测试子策略并提取新的逆变索引；步骤b3、通过步骤b2中提取的逆变索引配置光储测试子策略对应的比对子策略，执行光储测试子策略并提取新的逆变索引；步骤b4、通过步骤b3中提取的逆变索引配置充储测试子策略以及放储测试子策略对应的比对子策略，执行充储测试子策略以及放储测试子策略。
10.进一步的，所述测试策略配置有索引提取子策略，所述索引提取子策略用于提取逆变索引，所述索引提取子策略包括步骤c1、获取上一比对子策略执行时产生的异常特征；步骤c2、配置有索引数据库，所述索引数据库存储有若干特征子索引，每一特征子索引对应有关联特征组，每一所述关联特征组为异常特征的集合，若步骤c1中异常特征中有任一关联特征组的所有异常特征，则输出对应的特征子索引；步骤c3、根据输出的特征子索引的组合关系生成所述逆变索引。
11.进一步的，所述比对子策略配置的步骤包括：步骤d11、配置第一调节数据库，所述第一调节数据库存储有第一调节值，所以第一调节值以所述逆变索引为索引，通过逆变索引调取对应的第一调节值；步骤d12、根据第一调节值更新对应的比对子策略执行时对应的事件可靠阈值。
12.进一步的，所述比对子策略配置的步骤包括：步骤d21、计算逆变索引的均衡索引值，所述均衡索引值为第一调节值之和；步骤d22、配置第二调节数据库，所述第二调节数据库存储有第二调节值，所以第二调节值以所述均衡索引值为索引，通过逆变索引调取对应的第二调节值；步骤d23、根据第二调节值更新对应的比对子策略执行时对应的第一子波基准值和第二子波基准值。
13.进一步的，配置有样本比对数据库，所述样本比对数据库存储有所述的异常条件，所述异常条件以所述样本电流为索引。
14.本发明技术效果主要体现在以下方面：通过这样设置，可以对光储逆变器进行检测，而通过编辑不同的测试策略可以实现对光储逆变器不同功能的检测，另一方面配置对应的比对撤出了获取反馈电流的异常情况，并生成异常结果，使得光储逆变器检测便捷，同
时可以获得量化的异常结果。
附图说明
15.图1：本发明光储逆变器老化测试系统硬件电路原理图；图2：本发明光储逆变器老化测试系统不同测试子策略下电路构成图；图3：本发明光储逆变器老化测试系统的控制器控制原理拓扑图。
16.附图标记：1、光储逆变器；2、控制器；11、光伏供电接口；12、直流电源接口；13、并网交流接口；14、离网交流接口；21、光伏模拟单元；22、第一模数转换单元；23、第二模数转换单元；24、直流变压单元；25、交流模拟单元；26、分选开关组；31、交流采集单元。
具体实施方式
17.以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
18.一种光储逆变器老化测试系统，包括模拟控制模块、波形检测模块、控制器以及若干交互接口；所述交互接口包括有光伏供电接口、直流电源接口、并网交流接口、离网交流接口；参照图1所示，所述模拟控制模块包括光伏模拟单元、第一模数转换单元、第二模数转换单元、直流变压单元、交流模拟单元；所述光伏模拟单元耦接所述光伏供电接口、所述直流变压单元耦接于直流电源接口和第二模数转换单元之间，所述第一模数转换单元一端耦接于离网交流接口，另一端耦接于直流变压单元和第二模数转换单元之间耦接的节点，所述交流模拟单元分别耦接所述并网交流接口、第二模数转换单元以及光伏模拟单元，所述交流模拟单元用于生成所述的样本电流；所述波形检测模块包括交流采集单元，所述交流采集单元分别耦接所述并网交流接口、第二模数转换单元以及光伏模拟单元，所述交流采集单元用于获取所述反馈电流。首先，为了便于理解本技术的设计构思，首先对电路部分做出说明，首先是光储逆变器的基本工作原理和接口，光储逆变器的功能包括从光伏板获取电能（光伏供电接口），可以将该电能直接输出到市电网络中（并网交流接口），也可以将电能送到本地交流使用（离网交流接口）、还可以将电能输出到做本地直流使用（直流电源接口），而将电能的使用还包括将蓄电池的电能做使用以及直接将产生的电流做使用两种方式，无论本地交流、本地直流以及输出到市电网络中，都可以选择任意的方式，而蓄电池的充电，也不仅有一种方式，还包括通过本地进行充电以及通过电网直接进行充电。所以光储逆变器的直流电源接口、并网交流接口和离网交流接口都是双向接口，既可以放电使用，也可以充电使用，而也可以获知到一个问题，如果进行对光储逆变器的测试，其内部功能器件较多，难度较高，据此，本发明有两个核心的设计构思：1、通过多个测试策略，对不同运行状态下的电流进行测试，得到更加准确的测试结果。2、通过数据转换使反馈电流的电流形式相同，使得数据格式能够进行统一，极大程度的减小了软件负荷，同时可以为多工作状态下的波形分析提供了比对分析的可能。首先参照图1对本发明的硬件改进部分做出介绍，也就是设计构思2，首先一般的逻辑，比如说要测试光储逆变器的逆变功能器件是否老化，那么应该在光伏供电接口输入直流电作为样本电流，而在并网输出接口去采集反馈电流，然后通过分析反馈电流完成测试，而这样就会导致样本电流和反馈电流的电流格式不同，如果单个维度，其实影响不大，但是如果维度较多，那么不同格式之间的数据处理，会造成异常
分析难以进行，所以本发明涉及光伏模拟单元，通过统一的电网电流进行供电，光伏模拟单元可以输出直流电流，但是输入电流格式仍然为交流供电，优选的，光伏模拟单元配置为直流充电桩，充电电压为0-1000v。而例如如果通过蓄电池对本地进行供电，那么如果从直流电源接口接收反馈电流，判断储能效率和供电质量，那么反馈电流的电流格式为直流电，而如果从离网交流接口接收反馈电流，判断储能效率和供电质量以及逆变器件的使用，那么反馈电流的电流格式为交流电，但是这个交流电和馈电电网的交流电幅值不同，项数也不同，而离网交流接口任意一端可以作为单向交流使用，所以配置第一模数转换单元将交流电先转化为直流电，然后通过第二模数转化单元再将直流电转换为交流电，进行输出，满足电流格式统一的要求，而同时设置直流变压单元配合第二模数转换单元可以起到一个升压且转换电流格式的作用，这样离网交流接口都能接收到统一电流格式的反馈电流，便于分析电流特征。而另一方面，例如通过蓄电池馈电，或者通过电网进行充电的逻辑，同样可以保证电流格式的统一，而这就要求第一模数转换单元、第二模数转换单元、直流变压单元都是双向工作的电路单元，而通过本发明的硬件构造，使得反馈电流的数据格式能够进行统一，然后这样有利于电能分析、功率分析、用电质量分析、噪声分析等分析工作时，数据的简化，以及特征的比对，因为例如如果要定义一个噪声特征，直流电流、交流单向、三相就至少需要三组噪声特征，而还要去建立三组噪声特征的关联关系，那分析逻辑以及数据量都会大大增加。而模拟控制模块和波形检测模块在每个端口都设置，如果一个端口被配置为输入端接入模拟控制模块，那么就需要在另一个端口配置输出端，通过程序实现对输入和输出的控制，而所有外围电路以及外接的交流输出源组成模拟控制模块、而波形检测模块通过选通开关与对应的接口耦接，优选的，在三处设置选通开关，1、并网交流接口；2、第二模数转换单元；3、光伏模拟单元；选通开关可选择的屏蔽\接入外部交流电流\接入交流采集单元；就能完成所有电路形态的构成，如上所示，只要将光储逆变器放置在本系统，接口导通，这样就可以进行测试，以上就是本发明硬件部分的介绍，而作为本发明的另一个核心部分，软件算法部分：所述控制器配置有预设的测试策略，所述的测试策略包括测试子策略以及对应的比对子策略，首先对测试子策略进行介绍，所述测试子策略包括若干测试指令，所述控制器依序将测试指令发送至对应的模拟控制模块以在测试指令中作为输入的交互接口产生样本电流，所述的测试子策略包括有光储测试子策略、光供测试子策略、充储测试子策略、放储测试子策略、光放测试子策略；参照图3所示，控制器配置测试子策略时，通过测试指令控制对应的分选开关组；所述光储测试子策略包括配置光伏模拟单元、直流变压单元、第二模数转换单元为工作态，并将光伏模拟单元耦接的交流模拟单元配置为样本电流生成侧，将第二模数转换单元耦接的交流采集单元配置为反馈电流的接收侧；光储测试子策略形成如箭头
①
构成的电路，模拟光伏充电同时将电流输出到本地做直流输出使用，也就是测试储能功能以及放电功能的相关电路器件是否老化。
19.所述光供测试子策略包括配置光伏模拟单元、第一模数转换单元、第二模数转换单元为工作态，并将光伏模拟单元耦接的交流模拟单元配置为样本电流生成侧，将第二模数转换单元耦接的交流采集单元配置为反馈电流的接收侧；光供测试子策略，形成如箭头
②
构成的电路，模拟光伏充电同时输出本地做交流输出使用，测试直流储能功能、放电功能、逆变功能的相关电路器件是否老化。
20.所述充储测试子策略包括配置第二模数转换单元、直流变压单元为工作态，并第二模数转换单元耦接的交流模拟单元配置为样本电流的生成侧，将并网交流接口耦接的交流采集单元配置为反馈电流的接收侧；充储测试子策略形成如箭头
③
构成的电路，将蓄电池的电能输出做交流馈电输出使用，测试直流储能功能、放电功能、逆变功能相关的电路器件是否老化。
21.所述放储测试子策略包括配置第二模数转换单元、直流变压单元为工作态，将并网交流接口耦接的交流模拟单元配置为样本电流的生成侧，将第二模数转换单元耦接的交流采集单元配置为反馈电流的接收侧；放储测试子策略形成如箭头
④
构成的电路，从电网获取电能对蓄电池充电并输出做直流使用，测试交流储能功能、放电功能的相关的电路器件是否老化。
22.所述光放测试子策略包括配置交流模拟单元为工作态、将光伏模拟单元耦接的交流模拟单元配置为样本电流的生成侧，将并网交流接口耦接的交流采集单元作为反馈电流的接收侧。光放测试子策略形成如箭头
⑤
构成的电路，直接将光伏产生的电能反馈到电网进行使用，测试逆变功能的相关的电路器件是否老化。
23.优选的，所述的测试策略包括步骤b1、执行光放测试子策略并提取逆变索引；步骤b2、通过步骤b1中提取的逆变索引配置光供测试子策略对应的比对子策略，执行光供测试子策略并提取新的逆变索引；步骤b3、通过步骤b2中提取的逆变索引配置光储测试子策略对应的比对子策略，执行光储测试子策略并提取新的逆变索引；步骤b4、通过步骤b3中提取的逆变索引配置充储测试子策略以及放储测试子策略对应的比对子策略，执行充储测试子策略以及放储测试子策略。由于每个测试子策略的测试逻辑不同，所以以根据复杂性程度进行测试，可以避免同一情况下导致的比对错误，具体的方案如下：所述测试策略配置有索引提取子策略，所述索引提取子策略用于提取逆变索引，所述索引提取子策略包括步骤c1、获取上一比对子策略执行时产生的异常特征；步骤c2、配置有索引数据库，所述索引数据库存储有若干特征子索引，每一特征子索引对应有关联特征组，每一所述关联特征组为异常特征的集合，若步骤c1中异常特征中有任一关联特征组的所有异常特征，则输出对应的特征子索引；通过配置索引数据库对特征子索引进行配置，因为上一步骤的比对策略完成时，会产生异常特征，然后根据这个异常特征可以去检索索引数据库，从而确定对应的特征子索引，特征子索引记载的数据内容为该功能下与下一功能的相关信息，例如光放测试子策略出现某一异常特征为出现某频率范围的杂波，而这一杂波可能反映了某逆变元件的温漂过高导致的，而光供测试子策略也会使用该逆变元件，所以就将这两者进行关联形成所述的特征子索引，预先配置在索引数据库中，这样每个测试策略的步骤，对应的特征子索引就不同，而特征子索引的组合，可能反映了某个事件，例如多个元件出现温漂的情况，可能就是散热问题，所以步骤c3、根据输出的特征子索引的组合关系生成所述逆变索引。逆变索引就反映特征子索引之间的组合关
系，而根据不同的组合关系，对应的调整的量也是不相同的。
24.具体为，所述比对子策略配置的步骤包括：步骤d11、配置第一调节数据库，所述第一调节数据库存储有第一调节值，所以第一调节值以所述逆变索引为索引，通过逆变索引调取对应的第一调节值；根据逆变索引的情况配置对应的第一调节值用于调节，而逆变索引和第一调节值的关联关系预先配置于第一调节数据库。
25.步骤d12、根据第一调节值更新对应的比对子策略执行时对应的事件可靠阈值。通过调节事件可靠阈值，调节异常触发的敏度，就可以根据不同功能场景下的测试结果实现对具体场景的测试。
26.步骤d21、计算逆变索引的均衡索引值，所述均衡索引值为第一调节值之和；均衡索引值的计算是通过计算特征子索引对应的异常特征的异常值，异常值为异常变化量乘以对应特征子索引预先配置的变化量权重。
27.步骤d22、配置第二调节数据库，所述第二调节数据库存储有第二调节值，所以第二调节值以所述均衡索引值为索引，通过逆变索引调取对应的第二调节值；索引方式为配置对应每一第二调节值的均衡索引范围，根据均衡索引值落入的范围调用对应的第二调节值。
28.步骤d23、根据第二调节值更新对应的比对子策略执行时对应的第一子波基准值和第二子波基准值。调节第一子波基准值和第二子波基准值就可以实现对子波异常情况的判断。
29.另一方面，比对逻辑如下：接收波形检测模块获得的作为输出的交互接口的产生的反馈电流，所述比对子策略配置有若干异常条件，当反馈电流满足所述异常条件时，输出对应的异常结果。
30.具体，所述比对子策略包括：步骤a1、提取目标时间区间的反馈电流以生成反馈电流波形；反馈电流是持续输出的，而本发明仅仅需要提取目标时间区间的反馈电流即可。而目标时间区间的确定是根据样本电流的不同以及功能模块的不同从而确定的，得到若干个反馈电流波形后。
31.步骤a2、根据样本电流以及目标时间区间生成基准电流波形；基准电流波形是从整个基准电流截取，而由于目标时间区间已知，就能够从样本电流预设对应的基准电流截取对应的基准电流波形。
32.步骤a3、比对反馈电流波形和基准电流波形以从反馈电流波形中筛选出满足预设的第一差异条件的异常电流子波形；如果在理想情况下，基准电流波形和反馈电流波形应当相同，而通过比对就可以判断基准电流波形和反馈电流波形的区别，预设的第一差异条件可以是最大幅值差值、包络区域面积差值、是否存在交点等等，这样就能得到异常的反馈电流波形作为异常电流子波形，需要说明的是根据不同的差异条件筛选出来的异常电流子波形不同，所以对应一个反馈电流波形，可以存在多个异常电流子波形。
33.步骤a4、配置有异常特征数据库，所述异常特征数据库存储有若干异常特征并对应每一异常特征配置有对应的特征异常值，根据异常特征数据库确定异常电流子波形中的异常特征；通过预先配置异常特征和特征异常值的关系，从而确定确定异常特征，这样就可以对异常电流子波形中的波形特征进行识别，且通过特征异常值进行量化，由于异常电流
子波形会存在多个异常的波形特征，通过量化的方式有利于后续分析。
34.步骤a5、配置有异常事件信息库，所述异常事件信息库存储有若干异常事件信息，每一所述异常事件信息包括有若干异常特征并对应有异常关联值；通过配置异常事件信息关联不同的异常特征，这样就能确定异常特征之间的相关性。
35.步骤a6、计算每一异常电流子波形对应的波形异常子值，有，其中，为波形异常子值，为基准电流波形，为反馈电流波形，为该异常电流子波形的目标时间区间，为第个异常特征的特征异常值，为该异常电流子波形中异常特征的数量，为第个异常特征对应的异常关联值，为该异常特征对应的异常事件信息的数量，当异常事件信息中仅存在一个异常特征时对应的异常关联值为0；通过计算异常电流子波形和基准波形形成的包络面积，以及特征异常值和异常关联值的乘积量化波形异常值，例如对应异常电流子波形有13个异常特征，则n为13，则每隔异常特征要调取对应的异常关联值，若编号为1,2，3的异常特征在某一异常事件信息中被关联，那么对应的异常关联值为3*该异常事件信息基准的异常关联值，且编号1的异常特征不止在一个异常事件信息中，那么就可以有多个异常关联值，而如果一个异常特征找不到对应的异常事件信息（异常事件信息中仅存在一个异常特征时），则忽略该异常特征，记为0。直至所有的异常特征都被计算。
36.步骤a7、根据异常特征调取对应的异常条件，所述异常条件包括子波异常条件，所述子波异常条件配置有预设的第一子波基准值，当对应波形异常子值超出所述第一子波基准值时，输出对应的异常结果。异常条件其一逻辑是配置第一子波基准值，通过分析一个子波判断异常情况。
37.步骤a7还包括，所述异常条件包括波形异常条件，所述波形异常条件配置有预设的第二子波基准值以及事件可靠阈值，筛选波形异常子值大于第二子波基准值的异常电流子波形以组成异常子波组，确定异常子波组中相关的异常事件信息，计算确定的每一异常事件信息的事件可靠值，有，其中，为第个异常事件信息对应的事件可靠值，为异常事件信息的数量，为第个异常事件信息对应对应第个异常电流子波形的异常关联总值，所述的异常关联总值为异常电流子波形中的异常特征对应的异常关联值之和，为与对应异常事件信息相关的异常电流子波形的数量，为第个异常电流子波形的波形异常子值，当异常事件信息对应的事件可靠值大于事件可靠阈值时，输出对应的异常结果。另一个方面是通过分析事件，相关子波出现相关时间，则说明该时间可能是异常原因。
38.优选的，配置有样本比对数据库，所述样本比对数据库存储有所述的异常条件，所述异常条件以所述样本电流为索引。通过这样配置，将样本电流和异常条件关联，可以在每个功能下输入不同或者变化的样本电流，而异常条件通过调用的方式进行动态比对。
39.当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施
方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。