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基于国标的光伏逆变器效率测量方案

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  • 发布时间:2016/5/28 14:33:21
  • 作者:ly_yinhe

  对于光伏发电系统来说光伏逆变器效率是一个极其重要的参数,同样,光伏逆变器效率测试也是逆变器性能测试中一个重要检测项目。光伏逆变器效率包括最大功率点跟踪效率、转换效率,本文根据国标要求对光伏逆变器效率测试中转换效率测试、最大功率点跟踪效率测试内容及测试平台进行详细介绍。

光伏逆变器逆变效率要求

  根据NB/T 32004光伏发电并网逆变器技术规范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应不低于94%。

  注:

  最大功率点跟踪效率:根据不同辐照强度G和组件温度T,保证从光伏方阵中得到最大的功率输出PMPP。

  转换效率:有效的将可利用的直流功率PDC转换成交流功率PAC。

01转换效率

  转换效率是指在规定的测试周期TM内,光伏逆变器在交流端口输出的电能与在直流端口输入的电能的比值,计算公式如下所示:

  式中:

  PAC(t)——逆变器在交流端口输出功率的瞬时值;

  PDC(t)逆变器在直流端口输入功率的瞬时值。

02光伏逆变器最大功率点跟踪效率

  最大功率点跟踪效率效率反映了逆变器的最大功率点在PV功率特性曲线上的设置精度。最大功率点跟踪效率分为静态效率和动态效率。两个效率均是通过对逆变器输入端的电压和电流瞬时值采样来测定。

  1. 静态最大功率点跟踪效率

  静态最大功率点跟踪效率由下列测量值的平均值决定:

  其中:

  UDC,i——逆变器输入电压的采样值;

  IDC,i——逆变器输入电流的采样值;

  TM——总测量周期;

  ΔT——连续两个采样值之间的周期。

  静态MPPT 效率反映的是在给定静态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。

  2. 动态最大功率点跟踪效率

  静态MPPT 效率没有考虑辐照强度变化及逆变器在不同运行工作点间的过渡转换等因素,动态MPPT效率则可用来评估逆变器暂态过程中的效率特性,定义如下:

  其中:

  ΔTj——PMPP,PVS,j的采样间隔;

  ΔTi——UDC,i、IDC,i的采样间隔。

转换效率测试

  静态转换效率的检测按照下表1所示规范操作,并且转换效率的测量与静态最大功率点跟踪效率的测量同时进行。

表1:静态转换效率测试规范

光伏方阵模拟器最大功率点电压 I/U特性称 光伏方阵模拟器最大功率点功率与额定直流功率之比PMPP,PVS/PDC,N(c)
0.05 0.10 0.20 0.25 0.30 0.50 0.75 1.00
UMPPmax(0.8UDCmax)(a) 晶硅组件







0.8UDC,N 晶硅组件







UMPPmin 晶硅组件







UMPPmax(0.7UDCmax)(a) 薄膜组件(b)







UDC,N 薄膜组件(b)







UMPPmin 薄膜组件(b)







a:两者中应选取较低的值,保证被测逆变器在最大功率点跟踪模式运行时没有收到直流输入电压的影响。

b:不和薄膜组件一起工作的被测逆变器,这些测量点可不测量。

c:N标示额定,PDC,N即额定直流功率。

  根据上述规定测试条件调节光伏方阵模拟器的输出特性,待被测逆变器输出稳定后,开始测量下列数据,记录时间为10min。

  输入直流电压UDC;

  输入直流电流IDC;

  输出交流电压UAC;

  输出交流电流IAC。

  如果被试逆变器输出一直不稳定,等待不小于5min后,可采用动态MPPT效率计算公式计算转换效率并填入检测报告。或者,采用下式以及表2中的参数评估效率:

  η=a1η1+ a2η2+ a3η3+ a4η4+ a5η5+ a6η6

  式中:

  a1、a2、a3、a4、a5、a6——加权因子;

  η1、η2、η3、η4、η5、η6——各功率下的测量所得静态最大效率点跟踪效率或转换效率。

表2:加权因子和各功率等级

加权因子 A1 A2 A3 A4 A5 A6
0.03 0.06 0.13 0.1 0.48 0.2
PMPP,PVS/PDC,N 1 2 3 4 5 6
0.05 0.1 0.2 0.3 0.5 1

动态最大功率点跟踪效率测试

  动态最大功率点跟踪(MPPT)效率的测试必须按照下列程序进行。归一化辐照强度是辐照强度与标准测试条件(STC)下辐照强度的百分比,归一化辐照强度100%标示辐照强度是25℃时1000W/㎡的辐照条件。低辐照强度与中等辐照强度之间变动时的测试程序如图1所示,中等辐照强度和强辐照强度之间变动时的测试程序如图2所示。

01低辐照强度与中等辐照强度测试

低辐照强度和中等辐照强度之间变动时的测试程序

图示1:低辐照强度和中等辐照强度之间变动时的测试程序

  注:n次循环,每个循环包括上升时间t1,在高值上的驻留时间t2,下降时间t3和最后在低值上的主流时间t4

10%~50%动态最大功率点跟踪试验

10%~50%动态最大功率点跟踪试验

02中等辐照强度和强辐照强度测试

中等辐照强度和强辐照强度之间变动时的测试程序

图示2:中等辐照强度和强辐照强度之间变动时的测试程序

  注:n次循环,每个循环包括上升时间t1,在高值上的驻留时间t2,下降时间t3和最后在低值上的主流时间t4

  30%~100%动态最大功率点跟踪试验

30%~100%动态最大功率点跟踪试验

光伏逆变器效率测试平台

逆变器效率测试平台

图示3:逆变器效率测试平台

  如上图光伏逆变器效率测试平台所示,主要由太阳能光伏模拟电源、电网模拟电源、WP4000变频功率分析仪构成。

  利用光伏模拟电源控制输入直流信号,模拟太阳能电池输出的电压电流,完成标准要求各测点参数测量,测试数据通过以太网送往上位机软件,上位机软件对数据进行分析处理,完成试验报表输出。

原文:http://www.vfe.cc/NewsDetail-1853.aspx转载务必带链接注明出处,未注明必追究责任!