2016光伏发电站逆变器防孤岛效应检测技术规程

光伏发电站逆变器防孤岛效应检测技术规程II目  次前言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1检测电路 2检测设备 3检测方法 5检测文件记录 7附录A（资料性附录） 光伏系统的孤岛效应 12附录B（规范性附录） 含有独立孤岛检测装置的逆变器孤岛检测 13附录C（资料性附录） 门阻信号 15PAGEPAGE10光伏发电站逆变器防孤岛效应检测技术规程范围本标准规定了光伏发电站逆变器孤岛防护措施有效性的检测条件、检测设备和检测方法。本标准适用于并网型光伏逆变器，不适用于离网型光伏逆变器。规范性引用文件GB/T19964-2012光伏发电站接入电力系统技术规定术语和定义下列术语和定义适用于本文件：孤岛islanding包含负荷和电源的部分电网，从主网脱离后继续孤立运行的状态。计划性孤岛intentionalislanding非计划孤岛unintentionalislanding品质因数qualityfactorQf孤岛测试负载谐振程度的一种表示：QfR

LCLC式中：Qf—品质因数；R—C—无功负载电容量（包括并联电容器）；L—无功负载电感。当将和PQLQLQCQQLQC式中：

Qf(1P)

(2)P—有功功率，单位为W；QL—感性负载无功功率，单位为Var；QC—容性负载无功功率，单位为Var。注：如果被测设备输出侧有储能元件，在计算Q值时，应将该储能元件参数考虑进去。孤岛运行时间run-ontimetR为开关S1（图1）置于断位到被测设备中止输出电流之间的时间间隔。中止信号stoppingsignal由逆变器产生的信号，指示其与电网并网连接输出端口的电能已经被切断。检测电路检测使用如图1所示的检测电路。表1和图1规定了应检测的项目参数。第7章规定了检测报告应记载的检测参数项目。表1 测试参数参数符号单位被测设备的直流输入直流电压VDCV直流电流IDCA直流功率PDCW被测设备交流输出交流电压a,b,cVEUTV交流电流a,b,cIEUTA有功功率aPEUTW无功功率aQEUTVar参数符号单位电压波形b,c,d,e电流波形b,c,d,e被测设备输出控制信号孤岛作用时间tRS中止信号fSS测试负载a阻性负载电流IRA感性负载电流ILA容性负载电流ICA电网电源a电网提供有功功率gPACW电网提供无功功率gQACVar电网提供电流gIACAa记录打开开关S1前测量的值。b电压传感器和电流传感器的响应时间应该满足测量设备采样率的要求。c应测量所有相的交流电压和电流波形。d波形数据应从孤岛测试开始时记录，直到被测设备停止输出。时间测量的准确度和分辨率应大于1ms。e记录波形时，S1打开和中止信号的同步信号应同时记录。f如果被测设备的停止信号可被监测，应使用此信号。g信号应进行过滤以提供基波频率值。基波值将忽略电网电压失真引起的谐波干扰。图1 逆变器孤岛检测的检测电路检测设备检测仪器使用具有存储功能的检测装置观测波形。记录时间从测试开始时刻到被测设备停止输出为止。10kHz直流电源直流电源应能提供满足第六章所述检测要求的电压和电流。光伏方阵模拟器光伏方阵模拟器应能模拟光伏方阵的电流电压特性和时间响应特性。测试应在表2规定的输入电压条件下进行，且输入电流不超过额定光伏输入电流1.5倍，测试方法中指定的特殊条件除外。表2 光伏方阵模拟器技术规范项目条件输出功率应使被测设备产生最大输出功率和表5检测条件中规定的其他功率等级响应速度a当测试负载以5%变化时，响应时间应能在小于1ms的时间内将输出电流稳定在其终值的10%以内稳定度除了由被测设备最大功率跟踪引起的变化外，模拟器的输出功率在整个测试期间应稳定在规定的功率等级，偏差小于2％。填充因子b0.25~0.8a一定的响应速度可避免MPPT控制系统、被测设备直流侧的脉动频率或主动防孤岛方法造成的影响。b填充因子=(Vmn×Imn)/(Voc×Isc),其中Vmn和Imn分别是最大功率点的电压和电流。Voc是开路电压，Isc是短路电流。串接阻抗限制电流电压的直流电源应能在被测设备的最小和最大输入电压下使被测设备达到最大输入功率。该直流电源提供的电流和电压应可调节。可选择或调整串联电阻（或并联电阻）用来调整填充因子，使其达到表2所要求的范围值。光伏方阵2%。为了达到6.1条规定的输入电压和功率等级，可调整光伏方阵排列方式。表3 光伏方阵技术规范项目条件输出功率满足使被测设备产生最大输出功率和表5检测条件中规定的其他功率等级气候条件辐照度，环境温度等交流电源可使用公共电网或交流电源，应符合表4规定的条件。表4 交流电源技术规范项目条件电压标称值的±2.0%电压谐波畸变率（THD）<2.5%频率标称值的±0.1Hz相角差a120°±5°a仅适用于三相电源交流负载所有的交流负载必须满足所有检测条件规定的额定等级，并可以通过调节以满足所有测试条件要Qf检测方法检测步骤RLC1中的开关S1应断开所有相。本测试应在被测设备处在表5给出的条件下进行测试，此时，功率和电压值应为被测设备额定值的某个百分比值。对于具有独立孤岛检测装置的被测设备，应按照附录B的要求进行测试。（幅值和时间（±0.5Hz试步骤中推荐的标称频率±1.5Hz频率设置以及标称电压±15%的电压设置已可满足大多数公用电网要求。表5 检测条件条件被测设备输出功率，PEUT被测设备输入电压c被测设备跳闸设置dA最大功率a大于额定输入电压范围的90%生产商规定的电压和频率跳闸设置B最大功率的50%~66%额定输入电压范围的50%±10%将电压和频率跳闸设置设定为标称值C最大功率的25%~33%b小于额定输入电压范围的10%将电压和频率跳闸设置设定为标称值a被测设备最大功率输出条件应利用最大允许输入功率实现。实际输出功率可以超过标称额定输出功率。b33%c根据被测设备的输入电压范围计算。例如，如果输入电压范围在XY之间，那么额定输入电压的90%=X+0.9×(Y-X)。在任何情况下，被测设备都不应在的允许输入电压范围以外工作。d生产商应提供被测设备的电压和频率跳闸幅值和时间。如果被测设备的电压和频率跳闸幅值和时间可设置，宜将参数设置为下表要求的设置值，可满足大多数公共电网的要求。如果被测设备可设置快速过压/欠压和过频/欠频，生产商应相应扩大值的范围。参数幅值参数幅值时限（S）过电压115%的标称电压2欠电压85%的标称电压2过频率高于标称频率1.5Hz1欠频率低于标称频率1.5Hz15A、B、C的测试顺序；PEQETS1。在本地负载不接入的情况下（S2RLC负载）将被测设备接a)步骤确定的输出条件下运行，测量基频（50Hz）下有功功率和无功功率,PACQACQACQEUT；注：通过直流电源提供足够的输入功率使被测设备在不自动保护的前提下达到最高输出，来实现条件A中被测设备的输出功率。条件B中的被测设备输出功率宜通过调节直流电源来达到（如果被测设备允许该运行模式）。条件C（如果被测设备允许该运行模式S1；RLC负载可实时调节，则可以将S1保持闭合。RLCQfQf=1.0±0.05：QL=Qf×PEUT=1.0×PEUTRLC电路达到谐振所需的电感量；RLCQL；QC+QL=-QEUT；RLCPEUT；注：先调节感抗使测量环境在低谐波状态。其次调节容抗使阻抗增加时电压保持稳定。随后接入并调节阻性并联负载。S2d)RLCS1，启动被a)RLS1的每一相IAC0A，允许误差为逆变器恒定状态时额定电流的±1%；注：S1S1的测量误差以及可能受谐波电流的影响，应对检测电路进行微调，以达到最平衡的孤岛状态。S1S1开始直至被测设备输出降低并维持在其额定输出电流值的±1%以内所需的时间，记为孤岛运行时间tR。附录C给出了使用门阻信号的测量方法；5A（100%）6阴影区给6d)e)中所确定标称值的变化量，以这61S1的有功功率和无功功率，正值代BC795105％总范71S1951051C宜通过逆变器自身控制措施控制输出功率来实现，而不是通过限制直流电源的输出来实现。表6 检测条件A的负载不平衡与负载有功功率、无功功率标称值的百分比-10，+10-5，+100，+10+5，+10+10，+10-10，+5-5，+50，+5+5，+5+10，+5-10，0-5，0+5，0+10，0-10，-5-5，-50，-5+5，-5+10，-5-10，-10-5，-100，-10+5，-10+10，-10表7 检测条件B和检测条件C的负载不平衡与负载有功功率、无功功率标称值的百分比0，-50，-40，-30，-20，-10，+10，+20，+30，+40，+5检测文件记录至少应在检验报告中记录并保留下列信息：8给出了应记录和说明的参数示例。9给出了应记录和说明的实际测量结果示例。检测电路框图。10给出了应记录和说明的参数示例。检测实验室被认可要求的所有附加信息。表8 生产商提供的被测设备规格参数（示例）参数值备注1）额定值a)最大输出功率b)直流电压范围c)直流电流限制d)交流电压范围e)频率范围f)交流电流限制g)效率h)电压和频率跳闸设定值（幅值和时间）i)其他软件设定值j)软件版本2）其它a)显示b)温度范围c)湿度d)尺寸e)重量表9 检测条件和孤岛运行时间列表（示例）次数输出功率指令信号（%）设定负载无逆变器输出有功功率偏移比例（%）负载无功功率偏移比例（%）（ms）实测(W)Qf压110010000266660033333004100100-5-55100100-50次数输出功率指令信号（%）设定负载无逆变器输出有功功率偏移比例负载无功功率偏移比例（ms）实测(W)Qf直流电压VDC6100100-5+571001000-581001000+59100100+5-510100100+5011100100+5+51266660-51366660-41466660-31566660-21666660-117666601186666021966660320666604216666052233330-52333330-42433330-32533330-22633330-12733330128333302293333033033330431333305表10 检测仪器和设备的技术规格（示例）项目规格参数备注项目规格参数备注1）直流电源a)电压范围b)电流范围2）交流电源a)输出相b)输出容量c)输出电压（含精度）d)输出频率（含精度）e)电压稳定性f)输出电压失真3）数字表a)电压测量范围b)电流测量范围c)频率测量范围d)测试项目4）波形记录仪a)采样速率b)记录仪器c)时间精度5）交流负载a)阻性负载最大工作电压电流范围功率容量b)感性负载最大工作电压电流范围功率容量项目规格参数备注c)容性负载最大工作电压电流范围功率容量附 录 A（资料性附录）（公共电网停电有多种原因，例如：—电力公司检测到某运行故障，控制断路装置切断电力；—由于设备故障导致正常的公共电源断开；—断开公共电网的配电系统和用户负载；—人为失误或恶意破坏；—自然因素。鉴于以上诸原因，应避免由用户侧的分布式电源产生的非计划孤岛现象：——孤岛现象可能干扰电力部门恢复电网正常运行；——孤岛重新接入后，由于相位差的原因，可能使电网再次跳闸或损坏配电设备和其它接入设备。监控公共电力系统的电压和频率，且仅允许这些逆变器在其参数不超出规定限值的情况下并网工（或多个电源的集合附 录 B（规范性附录）含有独立孤岛检测装置的逆变器孤岛检测概要(被测设备)检测电路应使用图B.1所示的检测电路，对于三相输出也应采用类似的电路。图B.1 独立孤岛检测装置的检测电路检测设备交流输入