《光伏系统并网性能测试方法》验证报告意见

《光伏系统并网性能测试方法》验证报告中国电力科学争论院电测量所202381日托付单位：北京市计科能源技术开发公司被试设备状况：名 称：SUNPOWER型 号：SP3000E-48出厂编号：8570155-30E0311SOLARTECHNIKGMBH输出额定电压：220V试验地点：电测量争论所电能质量试验室728试验人员：赵 电力科学争论院)中国电力科学争论院)(北京市计科能源技术开发公司)报告编写：赵 莎(中国电力科学争论院)(中国电力科学争论院)《光伏系统并网性能测试方法》验证报告一、电能质量试验试验目的：通过试验验证《光伏系统并网性能测试方法》国家标准征求意见稿中提出的测试方法是否可行，并依据试验结果对征求意见稿做进一步的修改和完善。试验用仪器设备：D6000型标准电能质量说明：主要功能—电压、电流、频率、功率因数、谐波电压、谐波电流、电压波动和闪变等；测量范围—600V30A10kHz以上，短时间闪变和长时间闪变；技术指标—0.05%0.1%，闪变。蓄电池说明：412V蓄电池48V电压。直流信号源说明：两台DC70V、70A的电源串联模拟太阳电池方阵。CALPORT200型三相多功能标准表说明：主要功能—电压、电流、功率、电能、相位等；测量范围—600V250A、500A、1000A；技术指标—0.05%。隔离变压器说明：在系统与所连电网之间起电气隔离作用。额定电压220V，额定容量3kVA。R1说明：由两只BX8D-2/6型滑线变阻器串联组成，每只32 ，额定电流10A。端子转接板说明：端子转接板有24对一样的接线端子，可以同时连接电网信号、逆变器输出、负载及测试仪器等，作为本试验中的解并列点。DWY-3A型工频相位计说明：测量范围--400V、10A，主要技术指标—准确度0.005，区分力0.001。试验工程电压偏差试验要求依据光伏系统并网性能测试方法()5.1及220V，且允许偏差为标称电压的+7%、-10%。试验线路试验线路见图1。KK1逆变器解并列点隔离变压器电网Grid蓄电池R1电能质量模拟太阳电池方阵R(1.5kW)01光伏系统电能质量—电压、频率、谐波、闪变测试线路图试验方法及数据处理a系统正常并网工作状况下，观看电能质量的电压显示值；b电压偏差按下式计算：电压偏差V式中：u 电压测量值，；VX—Vu 系统输出标称值，。VN—

u XuN

N100%

(1)试验结果uX=228.4V，uX=220V，则按式(1)计算得出电压偏差=+3.8%。需要留意的问题228.4V218V，也就是10V左右。由于各240V，而逆变器输出电压实时跟踪电网电压，那么，逆变器并网后输出电压势必要超出测试方法的规定。验证结论格外必要的，测试方法可行。建议测试方法中规定的系统电压偏差指标将当地所并电网状况综合考虑。1：该方法不行：并网电压的抬高，是由于电网线路内阻引起的，假设内阻小，un而变压器容量小，漏抗压降大，其电压差为变压器的传输压降，对电网电压不会影响。对于电流型的并网逆变电源，电压偏差的测量不合理也难以实现。频率偏差试验要求(2)试验线路试验线路见图1。试验方法及数据处理a系统正常并网工作状况下，观看电能质量的频率显示值；b电压偏差按下式计算：—式中：fX 频率测量值，Hz；—

频率偏差f fX N

(2)——

fN 系统输出频率标称值，Hz。fX=50.02HzfXfN50.02Hz50Hz0.02Hz。验证结论依据测试方法要求进展该项试验是格外必要的，测试方法可行。相移，测试时波形是否相移？系统虽然承受主动频率偏移方式测试孤岛效应，但其基波还是与电网强制同步的。电压波动和闪变试验要求依据测试方法5.2，依据GB12326-2023规定，220V系统电压波动和闪变限值见12。1电压变动限值r，h-1d，%r141r10310r1002*100r10001.25注：对于随机性不规章的电压波动，依95%概率大值衡量，表中标有*的值为其限值。注：对于随机性不规章的电压波动，依95%概率大值衡量，表中标有*的值为其限值。PPstPlt1.00.8试验线路1。(3)试验方法及数据处理aD6000型电能质量的电压波动量显示值；b对于随机性不规章的电压波动，电压变动测量值不少于50个，依95%概率大10min，每天(24h)不得超标7次(70min)；2h，每次均不得超标。(4)试验结果见附件9。(5)需要留意的问题a测试方法要求电压波动和闪变测试是在并网状态进展，而电压波动和闪变与负载亲热相关，因此连接的电网负载可能影响测量结果；b由于逆变器具有定期巡检功能(本试验中逆变器大约每4~5分钟巡检一次)，在巡检过程中逆变器输出为零，巡检完成后再并网。这种工作特性其一简洁引起电网波动，其二测量结果中包含了巡检过程产生的电压骤升骤降；c测试方法中对该条款的描述过于简洁，没有给出具体的方法。(6)验证结论要的。建议细化测试方法5.2条。电压和电流畸变率试验要求5%；各次谐波电流满足表3425%。bGB/T14549-19935要求。表3 奇次谐波电流畸变限值奇次谐波奇次谐波3~9次11~15次17~21次23~33次畸变限值4.0%2.0%1.5%0.6%表4 偶次谐波电流畸变限值偶次谐波偶次谐波3~9次11~15次17~21次23~33次畸变限值4.0%2.0%1.5%0.6%表5 谐波电压限值电压总畸变率电压总畸变率各次谐波电压含有率奇次偶次5.0%4.0%2.0%试验线路试验线路见图1。试验方法及数据处理a系统正常工作输出约额定功率的100%波电流显示值并记录；b系统输出额定功率的50%时，观看电能质量的谐波电压和谐波电流显示值并记录；c测量的谐波次数一般为2~19次，依据谐波源的特点或测试分析结果，可以适当变动谐波次数测量的范围；d30个；e以测量数据的95%概率值作为推断是否超过允许值的依据。(4)试验结果5~8。需要留意的问题a谐波电压也是电网电能质量的一项重要指标；干扰，因此在解并列点测得的数据实际上是电网谐波与系统输出谐波以某种规律叠加的结果；c测试方法要求在系统输出额定功率的50%50%是指，逆变器输入即太阳电池方阵输出额定功率的50%时系统输出功率也应为额定输出功率的50%。本试验中承受的直流源具有自适应功能，调整输出电压时，输出电流会随之变化，无法转变其输出功率，需要专用太阳电池模拟仪器。本试验中系统输出50%功率时测得的谐波数据是调整图1中负载使系统输出电流为额定值50%的状况下获得的。验证结论谐波问题是人们极为关注的问题，依据测试方法进展该项试验是格外必要的。a建议增加谐波电压测试条款；b50%；c建议测试方法中给出系统并网后的电压、电流谐波与所连电网自身谐波差异的允许范围。压有畸变，但电流畸变率可以做到很小。如是电压源型并网，虽然并网逆变输出电压正弦，则电流可以是非正弦。建议加限制性条款，区分对待。功率因数试验要求依据测试方法5.4及技术要求5.4，系统平均功率因数应不小于0.9(超前或滞后)。试验线路试验线路见图1。试验方法及数据处理a系统输出额定功率的100%时，观看功率因数表示值和电能表记录的有功电量和无功电量；b系统输出额定功率的50%无功电量；c1小时；d按下式计算平均功率因数：PF

EEE2REALE2REACTIVE

(3)式中：PF—系统平均功率因数，无量纲；EREAL—有功电量，kWh；EREACTIVE—无功电量，kvarh。试验结果(5)验证结论依据测试方法要求进展该项试验是格外必要的，测试方法可行。好承受有功/无功电量法计算平均功率因数。电压不平衡度〔三相系统进展此项试验〕试验要求2%，短时不得超4%。试验线路试验线路见图2。三相逆变器A三相逆变器ABC三相多功能标准表或三相不平衡度测量仪)ABC蓄电池模拟太阳电池方阵2光伏系统三相电压不平衡度测试线路图试验方法及数据处理aCALPORT200型三相多功能标准表的三相电压幅值及相位；b按下式计算三相电压不平衡度：三相电压不平衡度

UU2100%1

3)UUsin

3)UUsin

3) (5)121222UUsi(3a b cabb a3)UUsi(acc a3)UUsi(bcc b3)U1

c c

c c

(6)式中：2U 三相电压的负序重量，Ｖ；2——1U 三相电压的正序重量，Ｖ；1——Ua—三相比较仪的Ａ相电压值，Ｖ；Ub—三相比较仪的Ｂ相电压值，Ｖ；Uc—三相比较仪的Ｃ相电压值，Ｖ；a—三相比较仪的Ａ相电压的相位，度；b—三相比较仪的Ｂ相电压的相位，度；c—三相比较仪的Ｃ相电压的相位，度。c也可用三相电压不平衡度测试仪直接读取三相电压不平衡度值。(4)试验结果本试验中被试逆变器为单相，因此未进展此项试验。验证结论4：难以测量。同步试验要求5.6，光伏系统投入并列时输出电压的相位与电网电压的相位不超过30，否则将造成较大的冲击电流。逆变器逆变器解并列点隔离变压器电网Grid相位表蓄电池负载模拟太阳电池方阵图3 并网同步测试线路图试验线路试验线路见图3。试验方法及数据处理在光伏系统并网前及并网运行一段时间后观看相位表显示值。试验结果6并网前相位表显示值并网前相位表显示值359.202并网后相位表显示值0.226需要留意的问题伏系统逆变器输出电压与电网电压的相位。而被试逆变器在并网前是没有电压输出的，无法检查其与电网电压的相差。表66中给出的并网后相位示值是逆变器并网运行后光伏系统与电网间相位差。验证结论在光伏系统投入并列前检查逆变器输出电压与电网电压相位差是很必要的。5.6作适当调整，或设置特地用于检测的电压端口能够检测到系统并网前的电压。量无必要，由于它是依据电网的分布参数而变化的。如是同一节点，也难以测量。二、电网保护功能检测试验目的能是否有效。试验用仪器设备EQUA2023型电能质量(意大利)说明：功能—电压、电流、功率、功率因数、瞬变波形记录等；测量范围—1000V1000A；技术指标—20ms。变频电源(上海)说明：测量范围—0~300V50Hz、60Hz、400Hz，可调频率范围47Hz~63Hz；技术指标—5kVA。调压器说明：测量范围—220VAC0~300V；技术指标—5kVA。S1、S2说明：美国OPTO公司，240D253~32VDC220VAC。试验工程过/欠电压保护试验要求7。表7 特别电压的响应序号序号电压〔在电网连接端〕最大跳闸时间12345V50%V标称0.1s50%V V85%V标称标称85%V V110%V标称标称2.0s连续运行110%V V135%V标称135%V标称2.0s0.05s试验线路试验线路见图4。逆变器逆变器解并列点调压器隔离变压器电网Grid波形记录仪蓄电池模拟太阳电池方阵R1R0(1.5kW)试验方法

4过/欠电压保护试验线路图a使系统并网正常运行；b调整调压器模拟电网电压变化，同时用波形记录仪监视解列点的电压；c首先调整调压器向85%V

方向直至逆变器保护装置动作，由波形记录仪记标称录、分析保护开关动作时间及动作值；(4)试验结果1。需要留意的问题50%135%85%标称电85%110%标称电压限值，也就是说在调整过程中二级限值优先动作而无法到达一级限值，就目前的测试手段难以实现，除非能够模拟出纯粹的阶跃信号。验证结论为避开系统对电网产生不良影响，依据测试方法要求进展试验是格外必要的。24715项难度较大。过/欠频保护试验要求依据测试方法6.2和技术要求6.2，当电网接口处频率超出规定的正常范围49.5~50.5Hz时，过/0.2~2s内动作将光伏系统与电网断开。试验线路试验线路见图5。KK1逆变器解并列点变频电源隔离变压器电网Grid波形记录仪蓄电池模拟太阳电池方阵R1 R0(1.5kW)5过/欠频保护试验线路图试验方法a使系统并网正常运行；b调整变频电源模拟电网频率转变，同时监视解列点的电网频率；49.5Hz调整，观看逆变器开关动作，并记录动作时间和动作频率；d50Hz，使系统再并网；50.5Hz调整，观看逆变器开关动作，并记录动作时间和动作频率。试验结果2。验证结论依据测试方法要求进展试验是格外必要的。测试方法可行。过/欠频的测量电路有疑问，变频电源的接法是否正确？逆变器输出电压与电网电压相位差防孤岛效应试验要求2s时限内将光伏系统与电网断开。试验线路试验线路见图6。计算机计算机SS1逆变器A1解并列点隔离变压器A2电网S2Grid波形记录仪蓄电池模拟太阳电池方阵R1 R0(1.5kW)试验方法

图6 防孤岛效应测试线路图aS1和S2闭合，光伏系统并网正常运行；5%)；(4)试验结果3。需要留意的问题不详。验证结论)光伏系统连续向电网局部线路送电造成事故，依据测试方法要求进展该项试验是格外必要的。作值是指哪项参数。6：孤岛测试较为简洁，应当参考国际标准予以细化。电网恢复试验要求6.4，由于电网电压超限导致光伏系统离网后，光20s5min以上才可再并网。试验线路试验线路见图4、5、6。试验方法范围内，记录系统再并网时间；围内，记录系统再并网的时间；原值，记录系统再并网的时间。试验结果2min后可再并网。验证结论具备解列及再并网的功能，因此依据测试方法要求进展该项试验是格外必要的。测试方法可行。短路保护试验要求150%。试验线路试验线路见图7。试验方法aK1，使系统并网运行；K1逆变器A解并列点K2隔离变压器电网Grid波形K1逆变器A解并列点K2隔离变压器电网Grid波形记录仪蓄电池模拟太阳电池方阵R1R0图7 光伏发电系统短路保护测试线路图试验结果4。验证结论验是格外必要的。测试方法可行。功率方向保护试验要求依据测试方法6.6，对于无逆潮流光伏系统，当电网接口处逆潮流为逆变器额定5%0.2~2s内动作。试验线路试验线路见图8。试验方法aK1翻开使光伏系统与电网解列；b在方向功率保护检测回路中施加5%逆潮流，观看保护装置的动作，记录动作时间和动作值。逆变器逆变器波形记录蓄电池解并列点K1方向功率保护检测回路电网模拟太阳电池方阵施加逆潮流信号试验结果

8功率方向保护测试线路图无法接入检测回路，未进展此项试验。需要留意的问题a功率方向保护试验要求系统在不行逆流的并网工作方式下进展，本试验中的被试逆变器是否具备此功能无据可查。进展，因此在试验室完成此项试验条件不具备。验证结论元。三、系统性能测试试验目的缘和抗雷击力气。试验用仪器设备ZC-7型绝缘电阻表说明：DC1000V，1000M 。耐压试验台1kV、2kV正弦波电压。试验工程系统设置与接线标准。安装、布线和防水工程检查符合设计施工图的要求。防雷接地试验要求〔楼〕顶，其建筑物必需有牢靠的防雷措施〔避雷针、接地网。试验方法连接。验证结论测试方法可行，适用于现场检测。绝缘性能绝缘电阻(1)试验要求1M。(2)试验方法a将太阳电池方阵、接线箱、逆变器、并网保护装置的主回路与等设备的连接回1000V绝缘电阻表测量主回路各极性与地〔外壳〕的绝缘电阻。b1M。(3)试验结果1M。(4)验证结论测试方法可行。3.4.1绝缘耐压试验要求地〔外壳〕之间应能承受工频2023V1分钟，无闪络、击穿现象。(2)试验方法a将太阳电池方阵、接线箱、逆变器、并网保护装置等设备的连接回路断开，在主回路各极性与地〔外壳〕2023V1分钟。b试验过程中无闪络或击穿现象。(3)试验结果试验过程中无闪络或击穿现象。(4)验证结论测试方法可行。四、工作特性试验起动/停顿特性试验要求(电压)值，并经确定延时确认后动作，防止消灭频繁起动和停顿现象。试验方法a启动系统后，调整模拟太阳电池方阵的发电电压到达设定值并经确定延时后，系统投入并网，记录此时的调整值；b调整(模拟)太阳电池方阵的发电电压低于设定值并经确定延时后，系统与电网解列，记录此时的调整值。试验结果69.5V，系统并网；67.4V，系统与电网解列。验证结论测试方法可行。沟通电源跟踪特性试验要求a当电网电压和频率在设定范围内变化时，发电系统的输出应可跟踪电网电压和频率的变化，稳定运行；b输出沟通功率、沟通电流及其高次谐涉及功率因数应符合设计值。试验方法电网的电压和频率在规定范围内变化，观看发电系统的输出可以跟踪这种变化。试验结果发电系统的输出能够跟踪电网电压和频率的变化。验证结论对电网的影响，测试方法可行。五、直流重量1试验目的时，假设直流重量超过规定限值，光伏发电系统直流重量保护装置应能正确动作。2试验用仪器设备说明：主要功能—交/直流电压、交/直流电流、电阻等；测量范围—1000V2A10MHz；技术指标—8.50.0005%。1682型分流器(TINSLEY)说明：主要功能—交/直流两用电阻；测量范围—电流22A，阻值0.1 ，频率范围0~10kHz；技术指标—年稳定性0.005%。试验要求1%，假设超出则逆变器与电网自动解列。试验线路试验线路见图9。试验方法及数据处理测得的直流电压值；b按下式计算直流重量：式中：U—1281显示电压值，V；R—分流器阻值，。

UR (7)c5次，取其平均值作为最终的测量结果。作时间，应符合设定值。逆变器逆变器解并列点隔离变压器电网R2Grid蓄电池直流电压表模拟太阳电池方阵R1R0(1.5kW)试验结果

9直流重量测试线路图0.005A0.04%。直流重量保护试验未进展。需要留意的问题进展保护装置动作试验。验证结论据测试方法进展直流重量检测试验很有必要。建议要求逆变器设置便于测试的检测回路端口。六、效率试验目的检测发电系统的转换效率，应符合设计要求。试验用仪器设备试验要求25%、50%100%时，转换效率应符合设计要求。试验线路试验线路见图10。逆变器逆变器R1R0Grid沟通功率