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光伏逆变器关键技术参数详细介绍

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  • 发布时间:2016/5/6 16:40:22
  • 作者:ly_yinhe

  光伏发电是新能源发电的重要组成部分,随着国家对光伏产业的大力扶持,光伏产业得到了长足的发展。光伏逆变器是光伏发电的核心部件,是一种用于将直流电转换成交流电的电力调整装置。光伏逆变器输出交流电量馈送电网,因此,对其输出电量质量要求很高。

  为了有效保证光伏逆变器满足应用需求,我们一般采用一套完整的光伏逆变器试验平台对其关键技术参数进行测试(如下图所示:光伏逆变器性能指标试验平台构成示意图)。下面本文主要对光伏逆变器关键技术参数及其限定进行详细介绍。

光伏逆变器性能指标试验平台构成示意图

图示:光伏逆变器性能指标试验平台构成示意图

逆变效率

01额定效率

  额定效率由测量数据经以下公式计算:

  式中:

  ηR——额定效率(%);

  Po——功率调节器的额定输出功率,单位为千瓦(KW);

  Pi——功率调节器在额定输出功率时的输入功率,单位为千瓦(KW)。

  注:任何辅助的输入功率(KW),比如逆变器的控制系统(或门极驱动)应包括在公式Pi中。

02部分输出效率

  部分输出效率由测量数据由一下公式计算:

  ηpar——部分输出效率(%);

  Pop——功率调节器的部分输出功率,单位为千瓦(KW);

  Pip——功率调节器在部分输出功率时的输入功率,单位为千瓦(KW)。

  注:任何辅助的输入功率(KW),比如逆变器的控制系统(或门极驱动)应包括在公式Pip中。

03能量效率

  能量效率由测量数据经一下公式计算:

  式中:

  η——能量效率(%);

  We——规定测试期间的输出能量,单位为千瓦(KWh);

  Wi——规定测试期间的输入能量,单位为千瓦(KWh)。

  注1:测试期间和负载状态由用户和制造商协商确定。

  注2:任何辅助的输入能量(kWh),比如逆变器的控制系统(或门极驱动)应包括在公式Wi中。

  注3:附录C中说明了可用加权平均能量效率ηwt代替能量效率。(参见GB/T20514-2006光伏系统功率调节器效率测量程序)

  不含变压器的逆变器最大效率应不低于95%,含变压器的逆变器最大效率应不低于94%。

并网电流谐波

  并网运行时,逆变器不应造成电网电压波动过度畸变或注入电网过度的谐波电流,以确保对连接到电网的其他设备不造成不利影响。电流谐波总畸变率限值为5%,奇次谐波电流含有率限值见下表1,偶次谐波电流含有率限值见下表2。

奇次谐波次数 含有率限值(%)
3th~9th 4.0
11th~15th 2.0
17th~21th 1.5
23th~33th 0.6
35th以上 0.3

表1:奇次谐波电流含有率限值

偶次谐波次数 含有率限值(%)
2th~10th 1.0
12th~16th 0.5
18th~22th 0.375
24th~34th 0.15
36th以上 0.075

表2:偶次谐波电流含有率限值

  注:由于电压畸变可能会导致更严重的电流畸变,使得谐波测试存在一定的问题。注入谐波电流不应包括任何由未连接光伏系统的电网上的写波电压畸变引起的谐波电流。满足上述要求的型式检验的逆变器可视为符合条件,不需要进一步的检验。

功率因数(PF)

  式中:

  Pout——逆变器输出总有功功率;

  Qout——逆变器输出总无功功率。

  注:在供电机构要求下,用来提供无功功率补偿的逆变器可超出此限值工作。

电网电压响应

  对于单相交流输出220V 逆变器,当电网电压在额定电压的-15%到+10%范围内变化时,逆变器应能正常工作。对于三相交流输出380V逆变器,当电网电压在额定电压10%范围内变化时,逆变器应能正常工作。如果逆变器交流侧输出电压等级为其他值,电网电压在GB/T 12325 中对应的电压等级所允许的偏差范围内时,逆变器应能正常工作。

  逆变器交流输出端电压超出此电压范围时,允许逆变器切断向电网供电,切断时应发出警示信号。逆变器对异常电压的反应时间应满足表3的要求。在电网电压恢复到允许的电压范围时逆变器应能正常启动运行。此要求适用于多相系统中的任何一相。

  当逆变器输出有功功率大于其额定功率的50%时,功率因数应不小于0.98(超前或滞后),输出有功功率在20%~50%之间时,功率因数应不小于0.95(超前或滞后)。

  功率因数(PF)按式中计算:

电压a(逆变器交流输出端) 最大跳闸时间1
V<50%V标称 0.1s
50%V标称≤<85%V标称 2.0s
110%V标称<V<135%V标称 2.0s
135%V标称≤V 0.05s
a:有效电压

表3:电网电压相应

  注1:最大跳闸时间是指异常状态发生到逆变器停止向电网供电的时间。

  注2:对于具有低电压穿越功能的逆变器,以低电压穿越优先。

电网频率响应

  电网频率在额定频率变化时,逆变器的工作状态应该满足表4的要求。当因为频率响应的问题逆变器切出电网后,在电网频率恢复到允许运行的电网频率时逆变器能重新启动运行。

频率范围 逆变器响应
低于48Hz 逆变器0.2秒内停止运行
48~49.5Hz 逆变器运行10分钟后停止运行
49.5~50.2Hz 逆变器正常运行
50.2~50.5Hz 逆变器运行2分钟后停止运行,此时处于停运状态的逆变器不得并网
高于50.5Hz 逆变器0.2秒内停止向电网供电,此时处于停运状态的逆变器不得并网

表4:电网频率相应

01直流分量

  额定运行时,逆变器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,应取两者中较大值。

02电压不平衡度

  逆变器并网运行时(三相输出),引起接入电网的公共连接点的三相电压不平衡度不超过GB/T15543规定的限值, 公共连接点的负序电压不平衡度应不超过2%,短时不得超过4%;逆变器引起的负序电压不平衡度不超过1.3%,短时不超过2.6%。

03噪声

  额定运行时,A级逆变器的噪声应不大于70dB,B级逆变器的噪声应不大于60dB。