使用羅德施瓦茨無(wú)線綜測(cè)儀的光伏逆變器性能測(cè)試方案

前言

近年來(lái)，新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。作為新能源光伏電站的核心之一，光伏逆變器的通信方式從傳統(tǒng)的有線通信方式，比如網(wǎng)線、串口，逐步向無(wú)線化發(fā)展，有效降低了基礎(chǔ)建設(shè)的復(fù)雜度。目前用于光伏逆變器模塊的無(wú)線通訊技術(shù)包含：4G和5G通訊、WLAN通訊及藍(lán)牙通信。本文針對(duì)逆變器無(wú)線通信模塊的測(cè)試，介紹RS的一種測(cè)試解決方案。

01光伏電站中的無(wú)線通信

在一個(gè)完整的光伏電站中，光伏逆變器將太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的交流電通過(guò)電力電子轉(zhuǎn)換技術(shù)變換為能夠直接劃入電網(wǎng)的交流電，是光伏電站的心臟。此外，光伏逆變器還具有最大限度地發(fā)揮太陽(yáng)電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護(hù)功能，比如，自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨(dú)運(yùn)行功能、自動(dòng)電壓調(diào)整功能、直流檢測(cè)功能、直流接地檢測(cè)功能。因此，每個(gè)光伏逆變器的工作狀態(tài)都是需要及時(shí)“匯報(bào)”，以便中央控制系統(tǒng)及時(shí)決策和調(diào)度。目前光伏逆變器的“匯報(bào)”途徑由5G、4G、WLAN或者藍(lán)牙等無(wú)線通信技術(shù)完成，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸，降低基建的復(fù)雜度，如圖1。

傳統(tǒng)的有線傳輸，比如網(wǎng)絡(luò)和串口通信，需要對(duì)線纜的傳輸可靠性進(jìn)行測(cè)試。而無(wú)線傳輸，受到更多因素影響，比如設(shè)備自身的信號(hào)質(zhì)量，基站覆蓋差，空間內(nèi)其他無(wú)線設(shè)備的干擾等，給光伏逆變器的通信可靠性帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。因此，系統(tǒng)性的無(wú)線通信測(cè)試，可以保障光伏逆變器的可靠通信。

02無(wú)線通信測(cè)試方案

羅德與施瓦茨公司的CMW500, 提供全標(biāo)準(zhǔn)、蜂窩與非蜂窩的一站式測(cè)試解決方案，覆蓋了234G和WLAN、藍(lán)牙的信令測(cè)試。

圖2：CMW500

羅德與施瓦茨公司在2018年推出的CMX500, 是面向未來(lái)的新一代無(wú)線綜測(cè)儀，目前可以作為測(cè)試方案中的5G（FR1和FR2）/4G和WLAN的信令模擬器。

圖3：CMX500

在本測(cè)試方案中，CMW500或者CMX500具備信令模擬功能，模擬“真實(shí)基站”或者 “真實(shí)WIFI熱點(diǎn)”，與被測(cè)通信模塊建立對(duì)話，可以進(jìn)行無(wú)線性能測(cè)試和業(yè)務(wù)性能測(cè)試。另外，除了以上常規(guī)的性能測(cè)試，還可以根據(jù)測(cè)試需求，改變無(wú)線環(huán)境狀態(tài)，比如，弱信號(hào)覆蓋下、強(qiáng)信號(hào)覆蓋下以及多徑的復(fù)雜信道條件，在各種無(wú)線環(huán)境下，定量的對(duì)設(shè)備進(jìn)行性能分析。

03射頻性能測(cè)試

無(wú)線信號(hào)，看不見，摸不著，只有借助測(cè)試設(shè)備，才可以定量的展現(xiàn)出來(lái)。測(cè)試時(shí)，只需要將光伏逆變器無(wú)線通信模塊與測(cè)試儀表連接，如圖4。

圖4：測(cè)試環(huán)境簡(jiǎn)圖

如圖5，分別是無(wú)線發(fā)射和接收的測(cè)試，通過(guò)圖形化的表征，將無(wú)形變?yōu)橛行?。?guó)際上的行業(yè)組織已經(jīng)定義了測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試要求，通過(guò)無(wú)線綜測(cè)儀的測(cè)試界面和測(cè)試報(bào)告，掌握無(wú)線通信模塊性能的優(yōu)劣。

圖5：發(fā)射和接收性能測(cè)試界面

04業(yè)務(wù)性能測(cè)試

無(wú)線綜測(cè)儀使用內(nèi)置的數(shù)據(jù)應(yīng)用單元提供上層服務(wù)模擬。例如，使用CMW內(nèi)置的數(shù)據(jù)應(yīng)用單元，測(cè)試不同業(yè)務(wù)下無(wú)線通信模塊上下行吞吐量，例如FTP吞吐量，Iperf流量測(cè)試等，配合儀表自帶的無(wú)線環(huán)境模擬功能，定量的了解模塊的工作能力，以及網(wǎng)絡(luò)的可靠性。此外，儀表數(shù)據(jù)應(yīng)用單元可以通過(guò)網(wǎng)線接入服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，如圖6，逆變器上的通信模塊通過(guò)儀表模擬的基站，訪問中央控制系統(tǒng)，匯報(bào)工作狀態(tài)。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，通過(guò)儀表，完成模塊實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證。

圖6：業(yè)務(wù)性能測(cè)試簡(jiǎn)圖

光伏逆變器的通信性能，是通信可靠性的保障。羅德施瓦茨公司的無(wú)線綜測(cè)儀方案，通過(guò)對(duì)光伏逆變器的無(wú)線性能測(cè)試，定量的定位無(wú)線通信模塊的優(yōu)劣，只有使用性能優(yōu)秀的模塊，才能避免實(shí)際工作中通信不暢的情況。

結(jié)束語(yǔ)

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)涵蓋測(cè)試測(cè)量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全，致力于打造一個(gè)更加安全、互聯(lián)的世界。成立90 年來(lái)，羅德與施瓦茨作為全球科技集團(tuán)，通過(guò)發(fā)展尖端技術(shù)，不斷突破技術(shù)界限。公司領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶，助其獲得數(shù)字技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力。羅德與施瓦茨總部位于德國(guó)慕尼黑，作為一家私有企業(yè)，公司在全球范圍內(nèi)獨(dú)立、長(zhǎng)期、可持續(xù)地開展業(yè)務(wù)。