使用罗德施瓦茨无线综测仪的光伏逆变器性能测试方案

前言

近年来，新能源产业发展迅速。作为新能源光伏电站的核心之一，光伏逆变器的通信方式从传统的有线通信方式，比如网线、串口，逐步向无线化发展，有效降低了基础建设的复杂度。目前用于光伏逆变器模块的无线通讯技术包含：4G和5G通讯、WLAN通讯及蓝牙通信。本文针对逆变器无线通信模块的测试，介绍RS的一种测试解决方案。

01光伏电站中的无线通信

在一个完整的光伏电站中，光伏逆变器将太阳能电池板产生的交流电通过电力电子转换技术变换为能够直接划入电网的交流电，是光伏电站的心脏。此外，光伏逆变器还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能，比如，自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能、自动电压调整功能、直流检测功能、直流接地检测功能。因此，每个光伏逆变器的工作状态都是需要及时“汇报”，以便中央控制系统及时决策和调度。目前光伏逆变器的“汇报”途径由5G、4G、WLAN或者蓝牙等无线通信技术完成，实现无线传输，降低基建的复杂度，如图1。

传统的有线传输，比如网络和串口通信，需要对线缆的传输可靠性进行测试。而无线传输，受到更多因素影响，比如设备自身的信号质量，基站覆盖差，空间内其他无线设备的干扰等，给光伏逆变器的通信可靠性带来了一定的挑战。因此，系统性的无线通信测试，可以保障光伏逆变器的可靠通信。

02无线通信测试方案

罗德与施瓦茨公司的CMW500, 提供全标准、蜂窝与非蜂窝的一站式测试解决方案，覆盖了234G和WLAN、蓝牙的信令测试。

图2：CMW500

罗德与施瓦茨公司在2018年推出的CMX500, 是面向未来的新一代无线综测仪，目前可以作为测试方案中的5G（FR1和FR2）/4G和WLAN的信令模拟器。

图3：CMX500

在本测试方案中，CMW500或者CMX500具备信令模拟功能，模拟“真实基站”或者 “真实WIFI热点”，与被测通信模块建立对话，可以进行无线性能测试和业务性能测试。另外，除了以上常规的性能测试，还可以根据测试需求，改变无线环境状态，比如，弱信号覆盖下、强信号覆盖下以及多径的复杂信道条件，在各种无线环境下，定量的对设备进行性能分析。

03射频性能测试

无线信号，看不见，摸不着，只有借助测试设备，才可以定量的展现出来。测试时，只需要将光伏逆变器无线通信模块与测试仪表连接，如图4。

图4：测试环境简图

如图5，分别是无线发射和接收的测试，通过图形化的表征，将无形变为有形。国际上的行业组织已经定义了测试内容和测试要求，通过无线综测仪的测试界面和测试报告，掌握无线通信模块性能的优劣。

图5：发射和接收性能测试界面

04业务性能测试

无线综测仪使用内置的数据应用单元提供上层服务模拟。例如，使用CMW内置的数据应用单元，测试不同业务下无线通信模块上下行吞吐量，例如FTP吞吐量，Iperf流量测试等，配合仪表自带的无线环境模拟功能，定量的了解模块的工作能力，以及网络的可靠性。此外，仪表数据应用单元可以通过网线接入服务网络，如图6，逆变器上的通信模块通过仪表模拟的基站，访问中央控制系统，汇报工作状态。在实验环境下，通过仪表，完成模块实际应用的验证。

图6：业务性能测试简图

光伏逆变器的通信性能，是通信可靠性的保障。罗德施瓦茨公司的无线综测仪方案，通过对光伏逆变器的无线性能测试，定量的定位无线通信模块的优劣，只有使用性能优秀的模块，才能避免实际工作中通信不畅的情况。

结束语

罗德与施瓦茨业务涵盖测试测量、技术系统、网络与网络安全，致力于打造一个更加安全、互联的世界。成立90 年来，罗德与施瓦茨作为全球科技集团，通过发展尖端技术，不断突破技术界限。公司领先的产品和解决方案赋能众多行业客户，助其获得数字技术领导力。罗德与施瓦茨总部位于德国慕尼黑，作为一家私有企业，公司在全球范围内独立、长期、可持续地开展业务。