基于LabVIEW的光伏逆变器性能监测系统

而如果既想兼顾测量多个频率点，又想使不同频率点有较高精度的能量显示，则需要权衡主瓣和旁瓣的宽度，选择较合适的窗函数。

在本次测试中，权衡幅值精度和频率点精度后我们选择使用Blackman 窗，其表达式为:

式中RM( n) 为矩形窗函数。一般使用窗函数后对幅值会有影响，所以需要对使用窗函数之后信号的幅值进行校正，选择的校正公式为:

信号的分析除了输出波形质量的分析之外，还有THD 计算，输出功率及逆变器效率分析。计算公式为:

输出有功功率计算公式为:

即直接将采集的数据对应相乘。式中N 为计算的总点数; T 为采集N 点所需要的时间; uk和ik为同一时刻对应的采集值。

功率因数计算为所得有功功率除以视在功率，视在功率为输出电压电流交流均方根值的乘积，即:

实得的功率因数略小于1，是因为输出存在的谐波的影响。逆变器总效率使用输出的有功功率除以输入的直流功率即可。

2.4 数据显示与存储模块

LabVIEW 最大的特点体现在其图形化的编程方式上，因此能够非常方便的进行图形的显示。

数据存储的模块使用LabVIEW 的报表生成模块包，它提供了与Microsoft Office 软件的接口，可以将生成的数据直接存储在Word 或者Excel 中。同时在存储时可以直接通过软件加入各种图形，使数据的表现更加丰富。软件中数据存储模块实现的方式与LabVIEW 代码如图6 与图7 所示。

图6 数据存储的基本模式

图7 数据存储模块程序

最后得到的存储效果如图8 所示。存储数据主要是直流电压电流平均值与交流电流电压有效值。同时有存储此值的时间，根据需要，软件可以任意增加所需要存储的数据量。

图8 数据存储的结果显示

3 系统实验效果

实验所使用的硬件平台如图9 所示。由光伏模拟器、光伏逆变器、数据采集模块，还有工控机所组成。实验所使用的逆变器为SMA 公司Sunny Boy 型额定功率5000W 的单相光伏并网逆变器。使用Chroma 光伏模拟器根据EN50530 标准产生光伏组件特性曲线，参数为辐照度1000W/m2，峰值功率2500W，与逆变器匹配。

在上位机软件系统中，系统前面板的主选项卡如图10 所示。主选项卡显示输入与输出电流电压的直流值与有效值。并显示逆变器效率还有当前的系统时间。同时可以扩展显示辐照度。

图9 系统硬件实验平台

图10 监测系统主窗口

在选项卡外有基本参数的设定，主要是采样频率和需显示的谐波次数，采样频率我们默认单通道100kHz，这样可以采集到开关频率次的谐波，而需显示的谐波数在后面的选项卡中会产生作用。