TCEEMA 0201-2024 分布式光伏直流接入电解铝母排系统测试规范

ICS29.240.01T/CEEMAK52TestspecificationfordistributedphotovoltaicDCaccesselectrolytical中国电力设备管理协会发布 分布式光伏直流接入电解铝母排系统测试规范 52规范性引用文件 53术语及定义 53.1电能路由器powerrouter 53.2直流电能路由器DCpowerrouter 4代号 65测试准备及注意事项 5.1外观检查 65.2合格期检查 65.3接线检查 66总体测试范围 67直流电能路由器检查 7.1检查方法 77.2合格标准 77.3检测项目 78绝缘测试 78.1测试方法 78.2合格标准 79耐压测试 89.1测试方法 89.2合格标准 810接地测试 810.1测试方法 810.2合格标准 811直流电能路由器上控制电测试 11.1测试方法 811.2合格标准 812直流电能路由器控制逻辑测试 12.1测试方法 812.2合格标准 812.3检测项目 813直流电能路由器空载输出 13.1测试方法 813.2合格标准 913.3测试项目 914电压跟踪精度测试 14.1测试方法 914.2合格标准 915电流跟踪精度测试 15.1测试方法 1015.2合格标准 1016直流电能路由器主回路上电 16.1测试方法 1016.2合格标准 1016.3检测项目 1017直流电能路由器保护功能测试 17.1测试方法 1117.2合格标准 1117.3检测项目 1118直流电能路由器模拟负载测试 18.1测试目的 1118.2测试方法 1118.3合格标准 1218.4测试项目 1219桥架铝排绝缘测试与预升压测试 19.1测试目的 1219.2测试方法 1219.3合格标准 1319.4测试项目 1320桥架铝排输出侧短路带电流测试 20.1测试目的 1320.2测试方法 1320.3合格标准 1420.4测试项目 1421远程监控测试 1421.1测试目的 1421.2测试方法 1421.3合格标准 1421.4测试项目 1422直流接入系统手动带载运行 22.1检测方法 1422.2合格标准 1522.3检测项目 1623直流接入系统自动带载运行与连续运行 23.1检测方法 1623.2合格标准 1623.3检测项目 1624直流接入系统运行效率测试 24.1测试方法 1724.2测量仪器 1724.3记录表格 1724.4效率曲线 17本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则起草。本标准主要规范了以下内容：本标准规定分布式光伏直流接入电解铝母排系统的测试条件、测试项目和测试方法。本标准适用于分布式光伏通过低压直流接入电解铝母排系统投运前后的测试，直流电能路由器和电解铝母排通过桥架铝排进行连接。本标准由中国电力设备管理协会提出，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本标准由中国电力设备管理协会归口和解释。本标准主要起草单位：国家电投集团科学技术研究院有限公司、国家电投集团云南国际电力投资有限公司、哈尔滨工业大学（威海）、国家电投集团内蒙古白音华煤电有限公司铝电分公司、北京航能绿电科技有限公司、国家电投集团宁夏能源铝业有限公司、中科智寰（北京）科技有限公司、国电南瑞科技股份有限公司、云南电投绿能科技有限公司、山东大学、中国科学院电工研究所、国电投新电智控（保定）科技有限公司、华电电力科学研究院有限公司、电设亚联（北京）认证服务有限公司。本标准主要起草人：张新，吴智泉，刘伟，李盈盈，宋蕙慧，王晓平，瞿艳霞，王玉增，詹磊，马永健，于浩，包佳，左家华，朱琳，杨冬梅，付勋波，张歆瑛，刘迪，王玉斌，陈长江，马长山，韦统振，霍群海，韦徴，郜楚豪，郭沛鑫，董方，王永超，宋泽，零傲，付彦海。本导则在执行中若有意见和建议，请反馈至中国电力设备管理协会标准化管理办公室，电子邮箱：分布式光伏直流接入电解铝母排系统测试规范本标准规定分布式光伏直流接入电解铝母排系统的测试条件、测试项目和测试方法。本标准适用于分布式光伏通过低压直流接入电解铝母排系统投运前后的测试，直流电能路由器和电解铝母排通过桥架铝排进行连接。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T3859.4-2004《半导体变流器》GB/T18216.1-2021《交流1000V和直流1500V及以下低压配电系统电气安全防护措施的试验、测量或监控设备第1部分：通用要求》GB/T35727-2017《中低压直流配电电压导则》GB/T30553-2014《基于电压源换流器的高压直流输电》GB/T35702.1-2017《高压直流系统用电压源换流器阀损耗第1部分：一般要求》GB/T35702.2-2017《高压直流系统用电压源换流器阀损耗第2部分：模块化多电平换流器》GB/T37010-2018《柔性直流输电换流阀技术规范》GB/T14549《电能质量公用电网谐波》GB/T12326《电能质量电压波动和闪变》IEC1000-4《EMC抗干扰标准》IEC68-2-6《抗振动标准》IEC68-2-2《抗冲击标准》IEC1800-3《EMC传导及辐射干扰标准》GB/T15139-1994《电工设备结构总技术条件》GB/T3797-2005《电气电控设备》GB/T10233《低压成套开关设备和电控设备基本试验方法》3术语及定义下列术语和定义适用于本文件。电能路由器powerrouter以电能为主要控制对象，具备不同电气参数的电能之间电能变换、传递和路由功能，可实现电气物理系统与信息系统的融合，能与上层系统协调，并控制和管理器接入的电源、储能和负荷。直流电能路由器DCpowerrouter以共直流母线技术实现的电能路由器，实现光伏向电解铝供电的直流变换功能，为支撑光伏向电解铝槽直流供电系统核心装备之一。4代号下列代号适用于本文件。DC直流；IGBT绝缘栅双极型晶体管。5测试准备及注意事项外观检查在测试之前，需对直流电能路由器进行仔细外观检查，外观应平整，无磕碰痕迹，无明显划痕，结构件安装、电气接线、面板型号及电路板型号正确，标识标志完整正确。合格期检查测试之前，测试人员需对测试工具进行检查核对，检查检测仪表是否在校验合格期内。接线检查在任何测试项目开始之前，需确认系统电气接线及测试仪器接线正确。6总体测试范围序号测试类别（项目）技术要求1直流电能路由器检查直流电能路由器的外观检查，系统组件检测，确保整机无损坏，组件完好；检查主回路、控制回路、地线连接正确可靠2绝缘测试测试直流电能路由器输出母排正负极对地（外壳）绝缘性能3耐压测试测试直流电能路由器输出母排正负极对地（外壳）之间的介电强度4接地测试停运时测量被测设备与大地之间的接地电阻值5直流电能路由器上控制电测试直流电能路由器主回路上电，组件是否可正常带电6直流电能路由器控制逻辑测试测试控制逻辑是否正常7直流电能路由器空载输出直流电能路由器不带电解槽空载输出，测试系统运行是否正常8电压跟踪精度测试被测设备能够跟随电解铝母排电压波动，正常运行9电流跟踪精度测试校验屏显电流精度直流电能路由器主回路上测试主回路接线是否正常直流电能路由器保护功能测试测试保护功能是否正常直流电能路由器模拟负载测试直流电能路由器带电阻模拟负载运行，测试系统运行是否正常桥架铝排绝缘测试与预升对桥梁铝排进行绝缘测试，对桥架铝排进行预升压，测试系统是否正压测试常桥架铝排输出侧短路带电流测试在桥架铝排输出端，分断输出隔离开关，正负极短接，测试直流电能路由器输出电流能力远程监控测试在中央控制室设置监控电脑，通过光纤接入直流电能路由器。在监控电脑上查看直流电能路由器的实时工作状态，并对直流电能路由器进行控制直流接入系统手动带载运行直流电能路由器带电解槽运行，调试各相关参数并测试系统运行是否正常直流接入系统自动带载运行与连续运行直流电能路由器带电解槽连续运行，测试工作是否正常直流接入系统运行效率测试通过电能表同时读取不同负载下的直流电能路由器输入功率和输出功率值，在不同负载条件下，同时读取输入电能表瞬时功率和输出电能表瞬时功率值，并记录数据，绘制不同负载下的效率曲线7直流电能路由器检查检查方法使用力矩扳手或专用工具对主回路进行检查，确保主回路固定及安装无松动；目测产品整体、各组件无损坏情况；手动及目测电气线束无松动、脱落等现象。合格标准主回路紧固件及螺丝无松动现象；各组件无损坏现象；二次电气节点无松动、虚接、脱落等现象。检测项目序号检验内容检验结果1进出线检查合格□;不合格□2功率单元输入、输出、母线检查合格□;不合格□3控制系统板卡组件检查合格□;不合格□4系统其它组件检查合格□;不合格□5标识标志检查合格□;不合格□6接地线检查合格□;不合格□7整体外观检查合格□;不合格□8绝缘测试测试方法在被测设备未工作情况下，使用2500V兆欧表测量被测设备输入输出母排正负极短接对地(外壳)之间的绝缘电阻。合格标准直流电能路由器输入、输出端绝缘电阻值正常。9耐压测试测试方法在被测设备未工作情况下，使用2500V、1min耐压仪测量被测设备输入输出母排正负极短接对地(外壳)之间介电强度。合格标准直流电能路输入输出母排正负极短接对地(外壳)之间介电强度合格。10接地测试测试方法在被测设备停运状态下，使用接地电阻测试仪测量设备接地点与大地之间的接地电阻。合格标准设备接地点的接地电阻应不大于4Ω。11直流电能路由器上控制电测试测试方法用现场三相五线制控制电源，给现场控制系统上电。合格标准控制电带电正常，UPS等组件运行正常。12直流电能路由器控制逻辑测试测试方法测试直流电能路由器的通讯、指令、状态反馈及控制逻辑是否正常。合格标准通讯正常；逻辑正确。检测项目序号检验内容检验结果1通讯正常合格□;不合格□2安全链正常合格□;不合格□3控制指令正常合格□;不合格□4状态反馈正常合格□;不合格□13直流电能路由器空载输出测试方法总体状态试验过程中直流电能路由器的输出断路器始终处在断开状态。试验过程中，应具备正常光照条件。试验前状态同“主回路上电”测试。试验前设置设置直流电能路由器工作模式为电压模式；设置直流电能路由器输出电压限制值；按照“主回路上电”测试过程完成预充电和主回路上电。空载启动直流电能路由器开始调制，输出直流母线电压逐渐建立，输出电压逐渐建立，并逐渐升高至输出电压限制值。输出电压调节分段逐渐将直流电能路由器输出电压限制值增加（如光照条件允许观察输出电压是否按设置值变化。停机、输入断电合格标准系统输出电压正常，半母线均压正常。测试项目序号检验内容检验结果1输出电压正常合格□;不合格□2半母线均压正常合格□;不合格□3散热风机自动启动正常合格□;不合格□14电压跟踪精度测试测试方法断开被测设备输出开关，不接入电解铝主母线，在输出侧接入高精度数字录波仪；被测设备正常开机运行，跟随电解铝母排电压波动；记录数字录波仪采集的被测设备输出电压值，与设备控制电压值进行比较；恢复至初始状态。合格标准被测设备接入电解铝母排，进行功率输出。电解铝母排的电压具备不规律波动的特征，被测设备能够跟随电解铝母排电压波动，正常运行15电流跟踪精度测试测试方法合并被测设备输出开关，接入电解铝主母线，在输出侧接入高精度数字录波仪；被测设备开机，输出电压至额定电压；使用数字录波仪分别记录其额定功率的30%、60%、90%时输出电流值与其显示值进行比较；恢复至初始状态合格标准屏显电流值与实测值比较，误差率不超过1%。16直流电能路由器主回路上电测试方法总体状态试验过程中直流电能路由器的输出断路器始终处在断开状态。试验过程中，应具备正常光照条件；试验前状态试验前，光伏智能直流汇流箱内的输出直流断路器处于断开状态；直流电能路由器处于停机状态，其内部预充电电路接触器处于断开状态；直流电能路由器的控制电源已可靠供电；试验前设置设置直流电能路由器工作模式为手动模式；设置直流电能路由器输出电压限制值；试验前检查检查直流电能路由器主回路绝缘正常、光伏智能直流汇流箱的输出断路器的上口电压数值正常、极性正常；输入合闸与极性检查；预充电与输入上电；输入断电。合格标准上电正常，状态跳转正常，无跳停及闪变等异常现象；预充电过程及逻辑正常；电压采样正常；各组件带电正常。检测项目序号检验内容检验结果1上电过程正常合格□;不合格□2预充电过程正常合格□;不合格□3电压采样正常合格□;不合格□4功率组件带电正常合格□;不合格□5残压指示灯正常合格□;不合格□6自动放电正常合格□;不合格□17直流电能路由器保护功能测试测试方法采用改变保护阈值等方式触发保护，测试各保护功能是否正常。合格标准保护功能正常动作。故障后，系统保护停机。检测项目序号检验内容测试依据检验结果1开柜门保护检测方法：行程开关合格□;不合格□2输入过流保护保护阈值：根据现场条件设置合格□;不合格□3输出过流保护保护阈值：根据现场条件设置合格□;不合格□4输入过压保护保护阈值：根据现场条件设置合格□;不合格□5输出过压保护保护阈值：根据现场条件设置合格□;不合格□6电抗器过温保护检测方法：温度开关保护阈值：90度合格□;不合格□7电解铝母线保护检测方法：防逆流二极管合格□;不合格□8IGBT过温保护检测方法：pt100保护阈值：85度合格□;不合格□9光纤通讯故障保护检测方法：控制板保护合格□;不合格□18直流电能路由器模拟负载测试测试目的在向电解铝母线输出电流前，确认本设备输出电流正常，相关控制功能正常，调试优化相关控制参测试方法试验前状态各开关均处于分断状态。试验前设置设置直流电能路由器工作模式为电压模式；设置直流电能路由器输出电压限制值；按照“主回路上电”测试过程完成预充电和主回路上电。空载启动在人机界面上点击“启动”；直流电能路由器开始调制，输出直流母线电压逐渐建立，输出电压逐渐建立，并逐渐升高至输出电压限制值。输出电压调节测试分段逐渐将直流电能路由器输出电压限制值增加至设置值，观察输出电压是否按设置值变化，观察输出电流显示值是否正常；输出电流调节测试将控制模式设置为电流控制模式，给定电流，观察设备电流闭环控制是否正常。光伏控制模式参数调试将控制模式设置为光伏控制模式，调试相关参数。停机、输入断电合格标准系统输出电压正常，电流调节正常。测试项目序号检验内容检验结果1输出电压正常、半母线均压正常合格；不合格□2电流控制正常合格；不合格□19桥架铝排绝缘测试与预升压测试测试目的在与电解铝大母线连接前，确认桥架铝排绝缘正常，可正常加电压。测试方法试验前状态各开关均处于分断状态。试验前设置设置直流电能路由器工作模式为电压模式；设置直流电能路由器输出电压限制值。绝缘电阻测试用不低于1.5kV的绝缘电阻测试仪（摇表）测量确认桥架铝排的正负极之间、正负极对地绝缘电阻正常。母线直流隔离开关保持分断状态，闭合输出直流断路器；按照“空载启动”测试流程操作直流电能路由器各开关合闸、输入上电、空载启动运行。直流电能路由器开始调制，输出直流母线电压逐渐建立，输出电压逐渐建立，并逐渐升高至输出电压限制值；输出电压调节直流电能路由器输出电压限制值逐渐增加至设置值，观察输出电压是否按设置值变化，在桥架铝排输出侧测量输出电压极性是否正确，观察输出电流是否出现异常，观察桥架铝排是否出现异常；停机、输入断电合格标准绝缘电阻正常、系统输出电压正常、桥架铝排带电正常。测试项目序号检验内容检验结果1桥架铝排绝缘电阻正常合格；不合格□2输出电压正常合格；不合格□3桥架铝排带电正常合格；不合格□20桥架铝排输出侧短路带电流测试测试目的在与电解铝大母线连接前，测试直流电能路由器输出电流能力。测试方法试验前状态各开关均处于分断状态。试验前设置设置直流电能路由器工作模式为电流模式；设置直流电能路由器输出电压限制值；设置直流电能路由器输出电流给定值；母线直流隔离开关保持分断状态，闭合输出直流断路器；按照“空载启动”测试流程操作直流电能路由器各开关合闸、输入上电、空载启动运行。直流电能路由器开始调制，并迅速进入电流控制状态，输出电流为设置值。输出电流调节逐渐增加直流电能路由器输出电流给定值至设定值，观察输出电流是否按设置值变化，观察桥架铝排是否出现异常。停机、输入断电合格标准输出电流正常。测试项目序号检验内容检验结果1输出电流正常合格；不合格□21远程监控测试测试目的测试在中央控制室对直流电能路由器的远程监控是否正常。测试方法准备工作在中央控制室设置监控电脑，通过光纤接入直流电能路由器。在监控电脑上安装直流电能路由器监控软件，对监控电脑进行相关系统设置。远程实时状态查看试验在中央控制室的监控电脑运行上运行直流电能路由器监控软件，按巡检员用户登录。在监控软件上选择连接设备。查看直流电能路由器的实时状态。远程控制试验在中央控制室的监控电脑上的直流电能路由器监控软件里，点击“急停”按钮，“急停”按钮应被再次点击“急停”按钮，“急停”按钮应退出点亮状态。合格标准远程连接正常、查看实时状态正常、远程控制正常。测试项目序号检验内容检验结果1远程连接正常合格；不合格□2查看实时状态正常合格；不合格□3远程控制正常合格；不合格□22直流接入系统手动带载运行检测方法试验前状态与确认试验前，光伏智能直流汇流箱内的输出直流断路器处于断开状态；直流电能路由器处于停机状态，其内部预充电电路接触器处于断开状态，输出断路器处于断开状态；检查确认上述各开关状态；直流电能路由器的控制电源已可靠供电。试验前设置设置直流电能路由器工作模式为手动模式；设置直流电能路由器输出电压限制值；设置直流电能路由器输出电流限制值。试验前检查检查直流电能路由器主回路绝缘正常、光伏智能直流汇流箱的输出断路器的上口电压数值正常、极性正常；检查输出熔断器状态正常、相关电缆连接正常；输入合闸与极性检查；输出合闸与极性检查；预充电与输入合闸。启动输出直流母线电压逐渐建立、输出电压逐渐建立，并达到给定值。带载运行逐渐增加输出电压限制值至超过电解铝母线电压，直流电能路由器开始输出电流；观察均压和均流情况。增加输出电流用仪器测量光照强度，逐渐增加输出流限制值至如光照条件对应值的70%，直流电能路由器