前言

近年來，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)的有線通信方式，比如網(wǎng)線、串口，逐步向無線化發(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線通訊技術(shù)包含：4G和5G通訊、WLAN通訊及藍(lán)牙通信。本文針對逆變器無線通信模塊的測試，介紹RS的一種測試解決方案。

01光伏電站中的無線通信

在一個(gè)完整的光伏電站中，光伏逆變器將太陽能電池板產(chǎn)生的交流電通過電力電子轉(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、直流檢測功能、直流接地檢測功能。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)牙等無線通信技術(shù)完成，實(shí)現(xiàn)無線傳輸，降低基建的復(fù)雜度，如圖1。

傳統(tǒng)的有線傳輸，比如網(wǎng)絡(luò)和串口通信，需要對線纜的傳輸可靠性進(jìn)行測試。而無線傳輸，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)其他無線設(shè)備的干擾等，給光伏逆變器的通信可靠性帶來了一定的挑戰(zhàn)。因此，系統(tǒng)性的無線通信測試，可以保障光伏逆變器的可靠通信。

02無線通信測試方案

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試解決方案，覆蓋了234G和WLAN、藍(lán)牙的信令測試。

圖2：CMW500

羅德與施瓦茨公司在2018年推出的CMX500, 是面向未來的新一代無線綜測儀，目前可以作為測試方案中的5G（FR1和FR2）/4G和WLAN的信令模擬器。

圖3：CMX500

在本測試方案中，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)”，與被測通信模塊建立對話，可以進(jìn)行無線性能測試和業(yè)務(wù)性能測試。另外，除了以上常規(guī)的性能測試，還可以根據(jù)測試需求，改變無線環(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，在各種無線環(huán)境下，定量的對設(shè)備進(jìn)行性能分析。

03射頻性能測試

無線信號(hào)，看不見，摸不著，只有借助測試設(shè)備，才可以定量的展現(xiàn)出來。測試時(shí)，只需要將光伏逆變器無線通信模塊與測試儀表連接，如圖4。

圖4：測試環(huán)境簡圖

如圖5，分別是無線發(fā)射和接收的測試，通過圖形化的表征，將無形變?yōu)橛行?。國際上的行業(yè)組織已經(jīng)定義了測試內(nèi)容和測試要求，通過無線綜測儀的測試界面和測試報(bào)告，掌握無線通信模塊性能的優(yōu)劣。

圖5：發(fā)射和接收性能測試界面

04業(yè)務(wù)性能測試

無線綜測儀使用內(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，測試不同業(yè)務(wù)下無線通信模塊上下行吞吐量，例如FTP吞吐量，Iperf流量測試等，配合儀表自帶的無線環(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)用單元可以通過網(wǎng)線接入服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，如圖6，逆變器上的通信模塊通過儀表模擬的基站，訪問中央控制系統(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)性能測試簡圖

光伏逆變器的通信性能，是通信可靠性的保障。羅德施瓦茨公司的無線綜測儀方案，通過對光伏逆變器的無線性能測試，定量的定位無線通信模塊的優(yōu)劣，只有使用性能優(yōu)秀的模塊，才能避免實(shí)際工作中通信不暢的情況。

結(jié)束語

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)涵蓋測試測量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全，致力于打造一個(gè)更加安全、互聯(lián)的世界。成立90 年來，羅德與施瓦茨作為全球科技集團(tuán)，通過發(fā)展尖端技術(shù)，不斷突破技術(shù)界限。公司領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶，助其獲得數(shù)字技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑，作為一家私有企業(yè)，公司在全球范圍內(nèi)獨(dú)立、長期、可持續(xù)地開展業(yè)務(wù)。