基于LabVIEW的光伏逆變器性能監(jiān)測系統(tǒng)

而如果既想兼顧測量多個(gè)頻率點(diǎn)，又想使不同頻率點(diǎn)有較高精度的能量顯示，則需要權(quán)衡主瓣和旁瓣的寬度，選擇較合適的窗函數(shù)。

在本次測試中，權(quán)衡幅值精度和頻率點(diǎn)精度后我們選擇使用Blackman 窗，其表達(dá)式為:

式中RM( n) 為矩形窗函數(shù)。一般使用窗函數(shù)后對(duì)幅值會(huì)有影響，所以需要對(duì)使用窗函數(shù)之后信號(hào)的幅值進(jìn)行校正，選擇的校正公式為:

信號(hào)的分析除了輸出波形質(zhì)量的分析之外，還有THD 計(jì)算，輸出功率及逆變器效率分析。計(jì)算公式為:

輸出有功功率計(jì)算公式為:

即直接將采集的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)相乘。式中N 為計(jì)算的總點(diǎn)數(shù); T 為采集N 點(diǎn)所需要的時(shí)間; uk和ik為同一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的采集值。

功率因數(shù)計(jì)算為所得有功功率除以視在功率，視在功率為輸出電壓電流交流均方根值的乘積，即:

實(shí)得的功率因數(shù)略小于1，是因?yàn)檩敵龃嬖诘闹C波的影響。逆變器總效率使用輸出的有功功率除以輸入的直流功率即可。

2.4 數(shù)據(jù)顯示與存儲(chǔ)模塊

LabVIEW 最大的特點(diǎn)體現(xiàn)在其圖形化的編程方式上，因此能夠非常方便的進(jìn)行圖形的顯示。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的模塊使用LabVIEW 的報(bào)表生成模塊包，它提供了與Microsoft Office 軟件的接口，可以將生成的數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在Word 或者Excel 中。同時(shí)在存儲(chǔ)時(shí)可以直接通過軟件加入各種圖形，使數(shù)據(jù)的表現(xiàn)更加豐富。軟件中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)的方式與LabVIEW 代碼如圖6 與圖7 所示。

圖6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本模式

圖7 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊程序

最后得到的存儲(chǔ)效果如圖8 所示。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)主要是直流電壓電流平均值與交流電流電壓有效值。同時(shí)有存儲(chǔ)此值的時(shí)間，根據(jù)需要，軟件可以任意增加所需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。

圖8 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的結(jié)果顯示

3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)效果

實(shí)驗(yàn)所使用的硬件平臺(tái)如圖9 所示。由光伏模擬器、光伏逆變器、數(shù)據(jù)采集模塊，還有工控機(jī)所組成。實(shí)驗(yàn)所使用的逆變器為SMA 公司Sunny Boy 型額定功率5000W 的單相光伏并網(wǎng)逆變器。使用Chroma 光伏模擬器根據(jù)EN50530 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生光伏組件特性曲線，參數(shù)為輻照度1000W/m2，峰值功率2500W，與逆變器匹配。

在上位機(jī)軟件系統(tǒng)中，系統(tǒng)前面板的主選項(xiàng)卡如圖10 所示。主選項(xiàng)卡顯示輸入與輸出電流電壓的直流值與有效值。并顯示逆變器效率還有當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間。同時(shí)可以擴(kuò)展顯示輻照度。

圖9 系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

圖10 監(jiān)測系統(tǒng)主窗口

在選項(xiàng)卡外有基本參數(shù)的設(shè)定，主要是采樣頻率和需顯示的諧波次數(shù)，采樣頻率我們默認(rèn)單通道100kHz，這樣可以采集到開關(guān)頻率次的諧波，而需顯示的諧波數(shù)在后面的選項(xiàng)卡中會(huì)產(chǎn)生作用。