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自己构建离网型光伏逆变器试验系统

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  • 发布时间:2014/8/22 16:04:49
  • 作者:银河电气

一、离网型光伏逆变器试验系统概述

  离网型光伏逆变器试验系统由可调直流电源、可调阻性负载和离网型光伏逆变器测试系统等构成,离网型光伏逆变器测试系统由DH2000-2数字主机、两台DT211B数字变送器、DM4031四通道温度测试子站、试验上位机及相关上位机软件构成。两只DT211B数字变送器分别用于测量逆变器直流输入和交流输出电量。
  DM4031四通道温度测试子站用于监视被测离网型光伏逆变器相关部件温度,并用于温升试验温度测量。
  DT211B数字变送器可准确测量5V~1280V的交直流电压和0.5A~128A的电流及交直流功率。电压、电流测试精度0.1%,功率测试精度0.2%。
  离网型光伏逆变器试验系统依据《GB/T 20321.1-2006 离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第1部分:技术条件》和《GB/T 20321.2-2006 离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第2部分:试验方法》而设计。可满足输入电压为12V~440V、输出功率为100VA~50kVA离网型光伏逆变器的试验测试需要。
  逆变器输入测量参量主要有:
  输入电压(平均值或有效值);
  输入电流(平均值或有效值);
  输入功率;
  逆变器输出测量参量主要有:
  输出上冲电压;
  输出电压有效值;
  输出电压基波有效值;
  输出电压谐波失真及谐波频谱;
  输出电流有效值;
  输出电流基波有效值;
  输出电流谐波失真及谐波频谱;
  输出频率;
  输出有功功率;
  输出基波功率。

二、离网型光伏逆变器测试要点

1、准确限值范围宽

  离网型光伏逆变器测试系统既需要测试空载输入电参量,又需要测量满载输入输出电参量,还要适应不同电压等级和功率等级的逆变器的测试需要。因此,对准确限值电压范围和准确限值电流范围提出了很高的要求。
  直流侧最低测试电压为12V的85%,约10V。
  直流侧最高测试电压为440V的130%,约572V。
  直流侧最大测试电流约(按50kVA/440V计算)120A。
  直流侧最小测试电流可能低至(按12V/100VA,效率90%计算)约0.8A。
  DT数字变送器可在0.5%~100%额定范围内满足标称精度指标,DT211B数字变送器可在5~1280V范围内满足标称精度指标,可在0.5~128A范围内满足标称精度指标,可较好的满足测试需要。

2、较宽的测试带宽

  离网型光伏逆变器测试系统需要满足正弦波逆变器和方波逆变器的测试需要,对要求分析仪需要具备较高的测试带宽。
  按照50Hz的100次谐波计算,至少应满足5kHz的带宽需要。传统的电流互感器无法满足测试需要。
  DT数字变送器电压测试带宽为100kHz,电流测试带宽为30kHz,可以直接测量1280V高电压128A大电流,无需外接电压传感器和电流传感器,可以较好的满足带宽测试需要。

3、测试参量多

  需要测量直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、有功功率、谐波、频率等参量。方波逆变器还要求测量上冲电压及波形电压(对应理想方波的峰值电压)。常规电参量测试仪一般不能全面满足测试需要。
  按照标准规定需要直流电压表、直流电流表、交流有效值电压表、交流有效值电流表、频率计、频谱仪及电子示波器等。
  离网型光伏逆变器测试系统可全面替代上述所有电参量测试仪。

三、离网型光伏逆变器测试原理

  按照《GB/T 20321.2-2006 离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第2部分:试验方法》的要求,离网型光伏逆变器的输出电压、频率、波形、效率、保护性能、负载等级、空载损耗、温升、噪声、高低温试验均按图1所示原理图进行接线。
离网型光伏逆变器试验系统
图.离网型光伏逆变器试验系统
  注:直流可调稳压电源应能在离网型光伏逆变器输入电压允许范围之内连续调整,Zf为可调阻性负载。

四、离网型光伏逆变器试验方法

  下述所有试验均按照图1所示原理图进行接线。试验前通过试验软件设置被测离网型光伏逆变器类型(正弦波或方波)。

1、输出波形测定

  将直流稳压电源输出电压调整至光伏离网型逆变器输入电压的额定值;
  调整负载电阻使逆变器的输出功率为额定功率;
  点击记录,试验系统将依据被测离网型光伏逆变器类型自动记录输出波形参数。

2、输出电压和频率测定

  在第一步基础上,缓慢调整直流稳压电源,使其输出电压值在额定电压的85%~120%范围内变化;
  除了85%和120%点之外,再均匀取三个点,共五个测量点,每个测量点下点击记录,试验系统将自动连续记录4次读数,并计算均值。

3、效率测定

  在第一步基础上,点击记录,试验系统将按照标准要求自动记录相关参数并运算效率。

4、温升试验

  在第一步基础上,连续运行2小时。试验系统将全程记录试验数据,并绘制其温度变化趋势曲线,试验完毕,计算温升。

5、保护性能试验

  在第一步基础上,闭合短路开关K2,试验系统将依据被测电流自动计算保护动作时间。

6、负载等级试验

  在第一步基础上,调节逆变器输出电流为额定值,连续运行8小时。试验系统将全程记录试验数据,依据记录数据自动判断正常与否。

7、空载损耗试验

  在第一步基础上,断开开关K1,此时试验系统显示的输入功率就是离网型光伏逆变器的空载损耗,点击记录,试验系统将自动记录空载损耗。
作者:AnyWay中国
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