CMW500在光伏逆變器的無線性能測試
近年來，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。本文針對逆變器無線通信模塊的測試，介紹RS的一種測試解決方案。
光伏電站中的無線通信
在一個完整的光伏電站中，光伏逆變器將太陽能電池板產(chǎn)生的交流電通過電力電子轉(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)揮太陽電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護(hù)功能，比如，自動運行和停機(jī)功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨運行功能、自動電壓調(diào)整功能、直流檢測功能、直流接地檢測功能。因此，每個光伏逆變器的工作狀態(tài)都是需要及時“匯報”，以便中央控制系統(tǒng)及時決策和調(diào)度。目前光伏逆變器的“匯報”途徑由5G、4G、WLAN或者藍(lán)牙等無線通信技術(shù)完成，實現(xiàn)無線傳輸，降低基建的復(fù)雜度，如圖1。
圖1：光伏電站工作簡圖
傳統(tǒng)的有線傳輸，比如網(wǎng)絡(luò)和串口通信，需要對線纜的傳輸可靠性進(jìn)行測試。而無線傳輸，受到更多因素影響，比如設(shè)備自身的信號質(zhì)量，基站覆蓋差，空間內(nèi)其他無線設(shè)備的干擾等，給光伏逆變器的通信可靠性帶來了一定的挑戰(zhàn)。因此，系統(tǒng)性的無線通信測試，可以保障光伏逆變器的可靠通信。
無線通信測試方案
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試解決方案，覆蓋了234G和WLAN、藍(lán)牙的信令測試。
圖2：CMW500
羅德與施瓦茨公司在2018年推出的CMX500,是面向未來的新一代無線綜測儀，目前可以作為測試方案中的5G（FR1和FR2）/4G和WLAN的信令模擬器。
圖3：CMX500
在本測試方案中，CMW500或者CMX500具備信令模擬功能，模擬“真實基站”或者“真實WIFI熱點”，與被測通信模塊建立對話，可以進(jìn)行無線性能測試和業(yè)務(wù)性能測試。另外，除了以上常規(guī)的性能測試，還可以根據(jù)測試需求，改變無線環(huán)境狀態(tài)，比如，弱信號覆蓋下、強(qiáng)信號覆蓋下以及多徑的復(fù)雜信道條件，在各種無線環(huán)境下，定量的對設(shè)備進(jìn)行性能分析。
射頻性能測試
無線信號，看不見，摸不著，只有借助測試設(shè)備，才可以定量的展現(xiàn)出來。測試時，只需要將光伏逆變器無線通信模塊與測試儀表連接，如圖4。
圖4：測試環(huán)境簡圖
如圖5，分別是無線發(fā)射和接收的測試，通過圖形化的表征，將無形變?yōu)橛行?。國際上的行業(yè)組織已經(jīng)定義了測試內(nèi)容和測試要求，通過無線綜測儀的測試界面和測試報告，掌握無線通信模塊性能的優(yōu)劣。
圖5：發(fā)射和接收性能測試界面
業(yè)務(wù)性能測試
無線綜測儀使用內(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，測試不同業(yè)務(wù)下無線通信模塊上下行吞吐量，例如FTP吞吐量，Iperf流量測試等，配合儀表自帶的無線環(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儀表模擬的基站，訪問中央控制系統(tǒng)，匯報工作狀態(tài)。在實驗環(huán)境下，通過儀表，完成模塊實際應(yīng)用的驗證。
圖6：業(yè)務(wù)性能測試簡圖
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