基于LabVIEW的光伏逆變器性能監測系統

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

在本次測試中，權衡幅值精度和頻率點精度后我們選擇使用Blackman 窗，其表達式為:

式中RM( n) 為矩形窗函數。一般使用窗函數后對幅值會有影響，所以需要對使用窗函數之后信號的幅值進行校正，選擇的校正公式為:

信號的分析除了輸出波形質量的分析之外，還有THD 計算，輸出功率及逆變器效率分析。計算公式為:

輸出有功功率計算公式為:

即直接將采集的數據對應相乘。式中N 為計算的總點數; T 為采集N 點所需要的時間; uk和ik為同一時刻對應的采集值。

功率因數計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:

實得的功率因數略小于1，是因為輸出存在的諧波的影響。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 數據顯示與存儲模塊

LabVIEW 最大的特點體現在其圖形化的編程方式上，因此能夠非常方便的進行圖形的顯示。

數據存儲的模塊使用LabVIEW 的報表生成模塊包，它提供了與Microsoft Office 軟件的接口，可以將生成的數據直接存儲在Word 或者Excel 中。同時在存儲時可以直接通過軟件加入各種圖形，使數據的表現更加豐富。軟件中數據存儲模塊實現的方式與LabVIEW 代碼如圖6 與圖7 所示。

圖6 數據存儲的基本模式

圖7 數據存儲模塊程序

最后得到的存儲效果如圖8 所示。存儲數據主要是直流電壓電流平均值與交流電流電壓有效值。同時有存儲此值的時間，根據需要，軟件可以任意增加所需要存儲的數據量。

圖8 數據存儲的結果顯示

3 系統實驗效果

實驗所使用的硬件平臺如圖9 所示。由光伏模擬器、光伏逆變器、數據采集模塊，還有工控機所組成。實驗所使用的逆變器為SMA 公司Sunny Boy 型額定功率5000W 的單相光伏并網逆變器。使用Chroma 光伏模擬器根據EN50530 標準產生光伏組件特性曲線，參數為輻照度1000W/m2，峰值功率2500W，與逆變器匹配。

在上位機軟件系統中，系統前面板的主選項卡如圖10 所示。主選項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前的系統時間。同時可以擴展顯示輻照度。

圖9 系統硬件實驗平臺

圖10 監測系統主窗口

在選項卡外有基本參數的設定，主要是采樣頻率和需顯示的諧波次數，采樣頻率我們默認單通道100kHz，這樣可以采集到開關頻率次的諧波，而需顯示的諧波數在后面的選項卡中會產生作用。