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。
圖1:光伏電站工作簡(jiǎn)圖
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2\3\4G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(jiàn),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(wèn)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。