近年來，在節能減排，發展戰略新型產業的背景下，國家積極開展了“金太陽”工程，“分布式光伏發電”等一系列政策，扶持和激勵太陽能商業化應用，促進新能源發電與智能電網的產業化，使得中國光伏并網發電的應用得到飛速的發展，和美國一起成為目前世界上光伏發電增長速度最快的國家，隨著并網型太陽能光伏發電系統的應用越來越廣泛，對光伏系統的質量控制和性能評估的需求也越來越高，中國政府和國家相關測試機構相繼投入了大量的人力和物力提高光伏發電系統與裝置的質量評估能力。

但是滿足測試能力的高性能實驗測試設備絕大多數需要進口，在來自于復旦大學信息科學與工程學院的孫耀杰、林燕丹團隊的不懈努力下，研究開發出了國產光伏并網逆變器測試系統，以滿足太陽能發電系統的檢測之需。該產品將在明天(11月5日)開幕工博會上正式對外展出。

光伏發電易用、便捷

孫耀杰教授告訴記者，新能源發電的途徑包括風力、光伏、潮汐、地熱、生物質等多種方式，其中規模化應用中最成熟的就是風力和光伏，特別是光伏發電和建筑結合方便，使用也更簡便一些，適合于大面積推廣應用于千家萬戶和超市、工廠等屋頂的分布式發電。

但是，由于太陽能電池板發出的是直流電，需要先轉變為交流電才能并入電網。因此，承擔這種轉變功能的設備——逆變器就成為了光伏發電產業的核心器件之一，目前市面上的逆變器品質參差不齊，無論是家用發電或參與并網發電都有著極大的安全隱患，為了保證生產出來的逆變器品質合格必須要有相應的檢測評價手段，特別是可用于現場評價的手段。

由于實際電池組件受天氣、環境等因素的改變而不可控，最初的檢測設備是使用人造光源模擬太陽光來照射實際電池組件，進行長時間的測試，造價很高，調節也不方便，之后有人就采用固定電壓源，但是考慮到恒定電壓源輸出的“電流-電壓(I-V)曲線”是一條直線，與實際電池板的I-V曲線會產生較大偏差，為此人們又在檢測設備中接入了一個電阻，即利用定電壓的直流源和固定電阻近似模擬實際電池板，但動態性能難于評價，因此就出現了利用程控電源作為PV組件模擬源的方案，但是目前國內制造的檢測設備尚不成熟，實際所用的設備絕大多數來自于進口，價格很高。

為了解決以上這些問題，復旦大學研制了一套新型的檢測設備，包括：光伏電池陣列模擬電源、電網特性模擬電源 ，以及系統綜合測試與評價系統，內嵌主流的國際/國內測試標準和完善的動態MPPT追蹤控制評價方法，技術水平達到國際先進水平，完全可以勝任對逆變器的性能檢測。

技術新突破

光伏電池陣列模擬電源可以不受天氣影響，實現全天候不間斷測試;能夠模擬普通單峰值光伏曲線，還可以模擬陰影遮擋下的多峰值曲線以及隨溫度和照度變化而變化的曲線族，能夠全方位的模擬真實光伏電池陣列的特性，評價并網逆變器MPPT追蹤能力和動態過程的誤差，實現對逆變器外特性進行動態建模與性能評價。

“與國外的光伏電池陣列模擬電源相比，我們的模擬源在技術、性能水平上與國外先進水平持平，而電網特性模擬電源，作為我們特有的一些新嘗試，又有了新的突破。”孫耀杰說。

據介紹，普通的電網模擬電源不具備真實電網的雙向電能交換能力，在進行長時間的測試或老化工作時，逆變器產生的電能會變為熱量消耗掉，如果能將這一部分無效損耗的電能再利用，節能的水平將大幅度提高。而孫耀杰團隊就基于這一點，研發出了具有“反向饋能功能”的模擬源，實現交流測反饋和循環利用，實現電網特性最真實的模擬，能夠將85%以上電能回饋至電網，測試、節能兩不誤。

此外個體產品功能最大化也是節能的另一體現，此電網特性模擬電源成功實現了“一機兩用”，除了作交流電源使用，也可以作為饋能式交流負載使用，模擬阻性、容性、感性以及阻容、阻感性負載，可以用于UPS等交流電源的老化測試。

為邁入智能電網探索未來基礎設施

孫耀杰教授認為，“分布式光伏發電最適合于東部地區的應用，可以建立小區微網或商業屋頂電站，簡單來說就是每家每戶利用太陽能自行發電自行使用，多余的電存儲起來或賣給電網公司。這樣的一種雙向用電機制，無疑使得能源利用最大化。” 而前一段時間流行的《第三次工業革命》書中能源互聯網也描繪出了這樣的一幅場景。

然而要實現這一點，孫耀杰教授認為在技術上還有很多難關需要克服。傳統電網難以滿足分布式發電大規模接入，同時居民儲電、反向賣電對電網的調度、繼電保護也是個大考驗，由此必須設計出滿足智能電網運行機制，具備自適應調控能力的智能化策略，實現大范圍的電能協調優化，這樣的話，各個系統之間的協調機制和互相影響因素就很復雜，現有測試系統很難在實驗室完全復現現場的實際情況，實現復雜工況下的模擬和評價，這就需要研發可用于現場在線測試的綜合測試與評價系統，具備現場自適應激勵、在線動態建模、云端數據綜合等先進功能，模擬電源系統也會因此需要進一步的升級。下一步，研究團隊將瞄準光伏發電智能電網的應用，繼續研究新型的綜合測試系統，爭取在智能電網領域做出的開創性研究成果。