2023光伏逆变器测试解决方案

光伏逆变器测试解决方案目录1章光伏逆变器测试解决方案11.111.1.1 11.211.2.1 光伏变原理11.2.2 光伏网变发系测量台11.3光伏网变认规范·21.3.1 NB/T32004-2013术准21.3.2 IEC61000-4-7、VDE-AR-N4105·21.4致远子伏网变测试案31.4.1功率分析仪管理软件31.4.261.4.3·91.4.4121.4.5MPPT14TOC\o"1-2"\h\z\u1.4.6 功率数电不衡、直分量181.4.7 过电压/电保、流输过频欠保护211.5 致远子功分仪介绍251.5.1251.5.2251.5.3261.5.4261PAGEPAGE10光伏逆变器测试解决方案光伏逆变器原理与测试环节光伏发电系统图1.1光伏发电系统原理图光伏逆变器原理与测试解析光伏逆变器原理逆变器是一种用于将直流电转换成交流电的电力调整装置，其核心部分是逆变桥式回（MaximumPowerPoint图1.2逆变器内部结构图如1.3DCACRLCPC图1.3光伏并网逆变系统测量平台框图光伏并网逆变器认证规范1.3.1NB/T32004-2013NB/T32004-2013是中华人民共和国能源行业标准光伏发电并网逆变器技术规范，具体要求测量的参数如下：效率：MMTP1.3.2IEC61000-4-7、VDE-AR-N4105谐波测量标准1．IEC61000-4-7IEC61000-4-7是国际电能质量测量标准中能准确测量电网谐波的唯一标准，并网设备（2．VDE-AR-N4105VDE-AR-N4105是德国新颁布的低压电源并网运行管理规定，自2012年起就在德国光伏逆变器行业中强制执行，是目前世界上最严格的谐波检测标准。其检测难点在于测量设备178致远电子光伏并网逆变器测试方案PAManagerPA600010msVDE-AR-N4105谐波测量标准：PA6000IEC谐256178：200KS/sPA6000MPPT效率测试标准MPPT10ns10ms50ms功率分析仪管理软件PCPCPCPA6000功率分析仪的配套PC端数据管理软件PAMPAMPAM在测量过程中能实时地将异常数据自动筛选并标示，如图1.4所示。在客户进行自动测量完成后PAM能即时输出测量数据报表与异常数据分析结果，大幅提高工作效率。图1.4PAM软件异常数据自动标示功能PAM1.5图1.5PAM软件自动测量功能VDE-AR-4105DEAR4105M4VDE-AR-4105标准测试体验，减少人工操作，提升工作效率。图1.6PAM软件有功功率调节精度测试功能图1.7PAM软件功率因数和有功功率特征曲线测试功能图1.8PAM软件三相不平衡最大幅度统计测试功能PA系列功率分析仪管理软件PAM低电压穿越测试如1.9RideThrough）图1.9低电压穿越发生示意图NB/T32004-2013根据NB/T32004-2013的要求，当光伏逆变器并网时，要求若并网点电压跌落时在一定范围内逆变器能不间断并网运行。具体有以下两个要求：20%2s90%1.1012s90%1压跌落时间超过2s，则逆变器必须脱离电网。图1.10光伏逆变器低电压耐受能力要求根据NB/T32004-2013标准，低电压穿越测试需要记录电压、有功电流、无功电流、有功功率、无功功率在不同的并网点跌落电压、不同的负载功率状态下随时间的变化。测量平台：PA6000功率分析仪与PAM软件。基于PA6000图1.11低电压穿越测试测试平台方案优势：10msWT****50ms20msPA6000行业最快数据刷新率2.5Gb/sPCIEPA6000功率分析仪内部FPGACPU10ms行业最快数据刷新速度。0.02%PA60000.02%PA6000FPGA+DSP输给CPU。测量后的数据可通过上位机配套分析软件PAM进行图像显示与数据分析，如图1.13、图1.13所示。收集的数据可以以数据报表的形式输出，如表1.1所示。1.12软件低电压穿越测试波形显示1.13软件低电压穿越测试结果分析1.1软件低电压穿越测试报表短路相跌落电压功率跌落次数三项同时跌落20%10%-30%第一次跌落测量参数电压跌落前穿越过程中电压恢复后交流输出侧A相电压Ua(Vrms)交流输出侧B相电压Ub(Vrms)交流输出侧C相电压Uc(Vrms)交流输出侧A相电流Ia（Arms)交流输出侧B相电流Ib（Arms)交流输出侧C相电流Ic（Arms)交流输出侧有功功率P(kw)交流输出侧无功功率Q(kVar)直流侧母线电压Udc(Vdc)直流侧母线电流Idc(A)故障持续时间S(ms)功率恢复时间R(s)数据刷新率0.02%PA6000配自动化测量软件PAM市场上唯谐波与谐波畸变测量图1.14光伏并网逆变系统中的谐波生成VDE-AR-N4105VDE-AR-N4105必须在符合IEC61000-4-7178IEC61000-4-7IEC61000-4-7IEC61000-4-7IEC61000-4-7。该标准制定了面向并网供电设备谐波测量的计算公式与对应的电流谐波限值，让谐波测量具备准确性、权威性、一致性。NB/T32004-2013根据NB/T32004-20135%，1.2。表1.2各次谐波电流含有率限值奇次谐波次数含有率限值（%）偶次谐波次数含有率限值（%）3~94.02~101.011~152.012~160.517~211.518~220.37523~330.624~340.1535以上0.336以上0.3根据NB/T32004-2013标准，逆变器启动并置于正常工作状态，在不同负载功率情况下（30%、50%、100%）测量逆变器三相输出电流的各次谐波幅值与谐波含有率，至少测量36次谐波，每个功率区间的连续采样时间不能少于1min。测量平台：可控RLC负载、PA6000功率分析仪与PAM软件。利用PA6000功率分析仪测量逆变器输出的电流谐波并作谐波分析。测量所得的数据通过通信接口传回PC端软件PAM进行报表输出。平台如图1.15所示。图1.15谐波分析测量平台方案优势：256IECIEC61000-4-7VDE-AR-N4105标准PA60009600市面上唯VDE-AR-N4105谐波测量标准IEC178IEC谐波分析功能，便捷的现场测试体验传统的光伏逆变器测量方案都必须通过PC端分析软件进行IECPA6000功IEC测量数据可通过PC端分析软件PAM1.161.17、1.31.16谐波趋势1.17柱图分析表1.3PAM软件谐波测量输出报表作为市面唯一一种同时支持IEC61000-4-7与VDE-AR-N4105标准的谐波测量方案，PA6000功率分析仪能提供基于IEC标准的最真实的谐波测量结果，PAM软件能提供最便利的数据分析与报表输出功能体验。防孤岛效应保护1.18所示图1.18孤岛效应发生示意图孤岛效应令光伏发电系统附近的负载端持续有电流通过，不但危及电网输电线路上维修NB/T32004-2013根据NB/T32004-20132sRLC测试平台：RLC负载、PA6000功率分析仪与PAM软件。RLCRLC图1.19防孤岛效应保护测试平台方案优势：200KS/s2GPA60002G20sPA6000注：在对时间测量值十分敏感的场合，或测量结果非常接近限制值时，使用ZDS2000系列示波器进行瞬态波形观察能获取更精准的测试结果。PAM软件提供防孤岛效应测试自动报表生成功能，输出报表如表1.4所示。表1.4PAM软件孤岛效应测量报表防孤岛效应保护序号PEUT(%额定EUT)无功负载(%QL)PAC额定QAC(%额定)运行时间(ms)PEUT实测QfVDC评述(kW)(V)110010000测试ABL2666600测试BBL3333300测试CBL4100100-5-5测试AIB5100100-50测试AIB6100100-55测试AIB71001000-5测试AIB810010000测试AIB910010055测试AIB101001005-5测试AIB11666650测试AIB1266660-5测试BIB1366660-4测试BIB1466660-3测试BIB1566660-2测试BIB1666660-1测试BIB17666601测试BIB18666602测试BIB19666603测试BIB20666604测试BIB21666605测试BIB2233330-5测试CIB2333330-4测试CIB2433330-3测试CIB2533330-2测试CIB2633330-1测试CIB27333301测试CIB28333302测试CIB29333303测试CIB30333304测试CIB31333305测试CIB基于PA6000功率分析仪和PAM管理软件的致远电子防孤岛效应测试解决方案，20s波形回放和报表自动生成功能能为测试人员提供最便捷的测试体验。MPPT1．NB/T32004-2013测试标准根据NB/T32004-2013MPPTMPPT量方法按EN50530-2010的要求进行或参见NB/T32004-2013。根据NB/T32004-2013标准，静态最大功率跟踪效率计算公式如下nnUDC,iIDC,iTMPPT,staPMPP，PVSTM式中：UDC,iIDC,iPMPP,PVS

—从光伏方阵中得到的最大功率输出T—连续两个采样值之间的周期（不大于20ms）TM—总采样周期（不小于10min）。静态最大功率点跟踪效率反应的是在给定静态PV组件的特性曲线上，逆变器调节跟踪最大功率点的精度。注:UDC,i和IDC,i必须是同一时间的采样值。根据NB/T32004-2013标准，动态最大功率跟踪效率计算公式如下η 1

I MPPT,dyn

PMP,S

Tj

DC

DC,i i式中：Tj—PMPP,PVS,j的采样间隔UDC,i—逆变器输入电压的采样值i—UCICICi—PMPP,PVS，i—从光伏方阵中得到的最大的功率输出所以MPPT动态最大功率跟踪效率测量，我们应该测出太阳电池输出的电压电流及最大功率输出，并进行上述公式的计算，才能得出结论。EN50530MPPT欧洲静态MPPT效率和欧洲静态转换效率测试要求EN50530(OverallEfficiencyofGridConnectedPhotovoltaicIinverters)MPPTMPPTstatEUR0.03MPPTstat5%0.06MPPTstat10%0.13MPPTstat20%0.10MPPTstat30%0.48MPPTstat50%0.20MPPTstat100%convEUR0.03conv5%0.06conv10%0.13conv20%0.10conv30%0.48conv50%0.20conv100%表1.5欧洲、CEC、广州权重系数加权因子α1α2α3α4α5α6α7欧洲效率权重0.030.060.130.10.480.2CEC效率权重0.040.050.120.210.530.05上海、广州效率权重0.030.060.120.220.330.220.02负载点12345675%10%20%30%40%75%100%NB/T32004-2013NB/T32004—2013中要求不带隔离变压器型逆变器的转换效率最大值应不低于96%，带隔离变压器型逆变器的转换效率最大值不低于94%。TMctdt转换率式下：conv0c0

t）dt式子中Pdc(t)表示逆变器DC输入端子输入的实时功率；Pac(t)表示逆变器AC输出端子输出的实时功率MPPT测量平台：PA6000功率分析仪与光伏逆变系统模拟测试平台。图1.20MPPT效率、转换效率测量平台方案优势：7集到的数据缺乏同步性，由此算得的转换效率自然不准确。针对多路输入的光伏逆变器，PA60004PA6000100M同步时钟7ADC同步采样PAM软件能够自由切换权重系数，支持欧洲效率、CEC效率、中国各地区权重系数计算，并能快速的导出相应地区的效率报表，PA6000是业内唯一支持效率权重系数自由切换的功率分析仪器。支持自定义效率公式，方便导出MPPT6MPPTPAMMPPT测量后的数据可PC端分析软件PAM进行数据分析，导出记录报表如表1.6表1.7表1.8所示。1.6MPPT静态效率测试报表1.7MPPT动态效率测试报表表1.8PAM软件转换效率测试报表致远电子PAM软件能够方便的进行MPPTCEC,PA6000THDNB/T32004-2013功率因数测试要求根据NB/T32004-201350%20%~50%0.95（超前或滞后）。根据NB/T32004-2013GB/T15543-20082.6%2%4%直流分量测试要求根据NB/T32004-2013标准，逆变器额定功率并网运行时，向电网馈送的直流电流分量应不超过其输出电流额定值的0.5%或5mA，取两者中较大值。测量平台：PA6000功率分析仪与RLC负载。功1.21。图1.21功率因数、电压不平衡度、直流分量的测量平台方案优势：由PAM软件自动监控整个测量过程，完成后直接导出测试不同负载点下的功率因数、电压不平衡度、直流分量的报表，大大提高检测的工作效率。100M10ns100MADC10ns以内，减少测量时U、IDC偏测量直流分量。测量后的数据可通过PAM软件进行电压不平衡度，直流分量，功率因数的图像显示与数据分析，如下所示。图1.22PAM软件矢量图与三相不平衡度显示图1.23PAM软件直流分量与功率因数显示表1.9PAM软件功率因数测试报表设定负载点%功率因数要求L1L2L330%>0.95（超前或滞后）50%>0.98（超前或滞后）70%>0.98（超前或滞后）100%>0.98（超前或滞后）表1.10PAM软件电压不平衡度测试报表电压不平衡度（适用于三相样品）负载点(%)不平衡度概率大值最大值限值短时限值301.30%2.60%5075100表1.11PAM软件直流分量测试报表表8.4.3.4直流分量负载点(%)相位直流分量（A）允许直流分量（A）30L1L2L350L1L2L375L1L2L3100L1L2L3过电压压欠频保护/NB/T32004-2013//根据NB/T32004-20130.1s（）交流输出侧过电压欠电压测试要求根据NB/T32004-201