CMW500在光伏逆變器的無(wú)線(xiàn)性能測(cè)試
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(xiàn)通信方式，比如網(wǎng)線(xiàn)、串口，逐步向無(wú)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)通信模塊的測(cè)試，介紹RS的一種測(cè)試解決方案。
光伏電站中的無(wú)線(xiàn)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(xiàn)通信技術(shù)完成，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)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(xiàn)傳輸，比如網(wǎng)絡(luò)和串口通信，需要對(duì)線(xiàn)纜的傳輸可靠性進(jìn)行測(cè)試。而無(wú)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)通信測(cè)試，可以保障光伏逆變器的可靠通信。
無(wú)線(xiàn)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234G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(xiàn)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(huà)，可以進(jìn)行無(wú)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)環(huán)境下，定量的對(duì)設(shè)備進(jìn)行性能分析。
射頻性能測(cè)試
無(wú)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)綜測(cè)儀的測(cè)試界面和測(cè)試報(bào)告，掌握無(wú)線(xiàn)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
業(yè)務(wù)性能測(cè)試
無(wú)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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。
圖6：業(yè)務(wù)性能測(cè)試簡(jiǎn)圖
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