光伏逆变器厂商一般会向用户供给额定功率、功率曲线、功率因数等功用参数，这些可为光伏电站的工程规划和根底建设供给必要的根底参数。但是，在光伏电站建成投运后，仍需监测并剖析光伏电站各项运转数据，如有功/无功功率、并网电能质量、瞬时转化功率等，然后能对体系进行实时故障确诊、运转调度和能量办理。
国内外闻名的光伏逆变器厂商一般会供给其自有的监控体系解决计划，但这些体系首要是合作自家产品，其对外数据接口往往是关闭的，关于状态参数、收集速率、剖析功用等难于灵敏设置和扩展。为此，别的较常运用的办法是将多通道示波器、高精度功率剖析仪、电能质量剖析仪等专用仪器仪表组合，构成专用的监测体系。但是，此计划的缺乏在于: 仪器功用单一、出资本钱高，可扩展才干不强; 设备操作繁琐、实时处理和办理才干较差，且测验数据难以存储，不便于进行后续的处理剖析。
鉴于惯例监测计划及传统仪器仪表的许多缺乏和约束，现在的测验和监测体系已逐步引入了虚拟仪器(Virtual Instrument － VI) 技能。VI 的中心思维是“软件便是仪器”，它将仪器分为核算机、仪器硬件和运用软件三部分。VI 经过规范的数字(RS232、USB、PCI、VXI 等等) 接口将各种丈量硬件或板卡连接到核算机平台上，然后使核算机及丈量仪器等硬件资源与核算机软件资源( 如数据处理、剖析、操控、存储、显现等) 有机结合起来，用虚拟的核算机“软面板”替代传统仪器的“硬面板”。当然，VI 的内在绝不只是是两个面板的替换，这是一场革新，在VI 体系中，硬件只是担任信号的输入输出，而体系的开发、功用的提高，在很大层度上都要依托软件，软件成为整个仪器的要害。
LabVIEW 是由美国NI 公司创立的一个功用强大而又灵敏的仪器和剖析软件运用开发工具，它是一种图形化的编程言语( G 言语) ，还供给了很多的虚拟仪器和丰厚的函数库来协助编程。
本文依据VI 技能开发了适用于功率15kW 以下的单相光伏逆变器实时功用监测体系，其关于评价光伏发电体系功用、确诊体系故障具有非常重要的作用。该监测体系的底层硬件首要选用高速多功用数据收集卡、霍尔传感器及环境传感器相结合对测验进程中的各种电气参量和进程参量进行检测和转化; 而上层测控体系则依据工业操控核算机硬件，其间运转NI 公司LabVIEW 环境中编制的光伏逆变器虚拟仪器测控软件。此测验体系能够完结光伏逆变器测验进程中各种杂乱的信号剖析与显现功用，而且扩展才干强。测验及运用作用标明，该体系能够满意光伏逆变器功用剖析与试验的要求。
1 体系结构与硬件规划
1.1 体系构成
典型的光伏并网逆变器，首要是太阳能光伏阵列，其输出经DC /DC 改换器进行最大功率盯梢( MPPT) ，然后经DC /AC 改换器将能量输送到电网。其间DC /DC 环节和DC /AC 环节组成了两级式的光伏逆变器，整个体系结构如图1 所示。
图1 中，待丈量电气参量首要有逆变器输入侧( 即光伏阵列输出) 的直流电压VPV和电流IPV，还有输出侧的沟通电压VAV以及电流IAV。别的，还能够从逆变器中丈量直流母线的电压VDV以及电流IDV，用于评价逆变器前后级的功率。关于光伏阵列，需求丈量其斜面辐照度以及作业温度，然后能够实时剖析其输出特性曲线。收集得到的数据经过信号调度电路后经过数据收集卡输送到上位机软件中进行下一步的剖析和处理。
图1 体系结构框图
1.2 硬件规划与选型
为了对各种电气参量进行监测，依据运用需求，规划了以传感器、信号调度电路、收集卡为中心的硬件收集体系。
( 1) 传感器与变送器
丈量的电压首要有直流电压与电网电压，电压传感器挑选宇波CHV － 25P /400 模块，因为功率等级在15kW，因而电流传感器挑选CHB － 50A 模块。两种传感器的精度均为1%，线性度为0． 1%。
组件温度丈量用T 型热电偶变送器，输出信号为电流值，运用精细采样电阻将其转化为电压信号，其丈量规模－ 50℃ ～ 100℃，精度为1℃。
辐照度丈量运用TBQ － 2 传感器及变送器，规模0 ～ 2000W/m2，精度为5%，与热电偶相同也需求采样电阻进行信号改换。
( 2) 信号调度与收集
收集卡挑选研华PCI － 1742 型多功用收集卡，其具有16bit 采样精度，单通道最大1Ms /s、多通道800ks /s 的收集速率，32 路单端或16 路双端模仿输入，输入电压规模为－ 10V ～ 10V。
因为收集卡具有较高的采样频率，而且在实践运用中需求剖析并网电流的高次谐波，信号调度电路选用了截止频率50kHz 的二阶无源滤波器。为了按捺共模信号的影响，收集卡的输入挑选双端差分输入的方法。
2 软件结构与完结
LabVIEW上位机所需完结的首要作业是对数据显现、剖析与存储，开发中选用了LabVIEW 的显现控件及报表生成工具包，其转化功率和电能质量剖析是程序最首要的核算部分。软件的根本结构如图2 所示。
2.1 软件形式挑选
本监测体系需求剖析逆变器并网点处的电能质只要采样频率至少是被采样信号最高频率的2 倍以上的时分，被采样信号频率才干被实在复原，一般为了愈加准确，选5 ～ 10 倍左右。一起，软件还需求统筹被收集信号的剖析、显现与存储。因而终究挑选将数据收集和处理同步进行的并行软件结构。
图2 监测体系软件结构
LabVIEW 具有多种程序并行处理的完结方法，这儿考虑主/从形式和生产者/顾客形式。其间所不同的是生产者/顾客形式多出了一个FIFO 的机制，首要是防止在运用主/从形式时读取数据率小于写入数据时会产生的数据丢掉。选用FIFO 能够作为数据的缓存，依据实践情况在两种形式之间进行挑选。
因为收集频率较高，而CPU 一起需求参加数据的处理进程，因而不能让CPU 呼应每次的收集，所以挑选DMA( 直接内存存取) 方法。在这种方法下的CPU 不会参加到每次的收集进程中，而会直接将收集的数据写到内存中，仅当数据存储到必定数量的时分才会向CPU 宣布中止请求，这样能够大幅度下降CPU 担负，能愈加及时得处理其它程序部分。
研华PCI － 1742 型收集卡内部有DMA 处理器，软件完结时，首要创立一个FIFO 空间，其巨细为设定一次收集点数的两倍。将整个FIFO 分红两块，别离定为1#和2#，当1#空间才满时，给从循环发送信号，当从循环取出1#空间的数据时，数据收集的成果放在2#空间，然后反过来。若确保数据剖析的时刻小于一次收集的时刻，则不会产生数据的丢掉。
