图解光伏逆变器对电网保护的9个测试
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光伏逆变器测试方法
1.输入输出特性测试
这是光伏逆变器的基本测试,检查其在各种输入和输出条件下的性能。
测试项目包括输入电压范围、输入电流范围、输出电压和频率范围等。
可
以通过在不同的负载下进行测试来评估逆变器的性能。
2.效率测试
效率测试是评估逆变器转换太阳能电能的能力。
逆变器的效率可以通
过比较输入和输出功率来确定。
测试过程中需要记录输入和输出的电流、
电压和功率,并计算逆变器的效率。
3.峰值功率跟踪测试
4.电网连接测试
5.负载功率响应测试
6.温度和环境试验
7.综合性能测试
综合性能测试是对光伏逆变器进行全面评估的测试,包括输入输出特性、效率、峰值功率跟踪、电网连接等。
测试过程中需要模拟不同的工作
条件,并记录逆变器的性能。
总之,光伏逆变器的测试是确保其性能和质量的重要步骤。
通过以上
的测试方法,可以评估光伏逆变器的输入输出特性、效率、峰值功率跟踪、电网连接、负载功率响应和温度环境适应性等方面的性能。
这些测试结果
可以帮助评估并选择适合特定应用的逆变器。
光伏并网逆变器调试报告一、调试背景和目的二、调试内容1.输入电压稳定性测试:通过测试光伏数组的输出电压稳定性,以保证输入电压的稳定性满足系统要求。
2.输出电压调整测试:通过测试逆变器输出的交流电压,确保其稳定在设定范围内,并符合电网相关标准。
3.无功补偿测试:测试逆变器在正常工作状态下的无功补偿能力,以满足电网对无功功率的要求。
4.故障保护测试:测试逆变器在面临电网故障或其他异常情况时的保护功能,确认其能够迅速切断与电网的连接,保护逆变器和电网的安全。
5.并网稳定测试:通过长时间稳定运行测试,确保光伏并网逆变器能够稳定连接电网,并持续供电。
三、调试过程和结果1.输入电压稳定性测试:将光伏阵列连接到逆变器的直流输入端,测试并记录输入电压的波动情况。
结果显示,在正常工作条件下,输入电压波动在±5%之间,满足要求。
2.输出电压调整测试:逆变器正常工作后,通过调节输出电压设定值,检查逆变器的输出电压是否可以精确调节,并稳定在合理范围内。
测试结果显示,逆变器输出电压调整稳定在设定范围内,符合标准。
3.无功补偿测试:在有功功率输出正常的情况下,通过设定逆变器的无功功率输出,测试并记录逆变器的无功补偿能力。
测试结果表明逆变器能够按要求输出无功功率,并满足电网对无功功率的要求。
4.故障保护测试:模拟电网故障情况,并观察逆变器的保护功能是否正常工作。
测试结果表明,逆变器能够迅速切断电网连接,并保护自身及电网安全。
5.并网稳定测试:进行长时间运行测试,观察逆变器与电网的连接是否稳定,并记录运行情况。
测试结果显示,光伏并网逆变器与电网的连接稳定,持续供电。
四、结论经过以上调试,光伏并网逆变器的工作性能和安全可靠性得到了验证。
输入电压稳定性符合要求,输出电压调整和无功补偿能力满足标准要求,故障保护功能正常,且与电网连接稳定。
因此,该光伏并网逆变器可以投入正常使用,并满足设计要求和标准要求。
五、改进意见在调试过程中,我们发现一些细节可以进一步改进和优化。
光伏并网逆变器调试报告一、调试目的本次调试的目的是对光伏并网逆变器进行功能和性能的检测和调试,确保逆变器能够稳定可靠地并网运行。
二、调试内容1.逆变器基本功能测试:包括开关机功能、并网检测功能、电压、电流和功率测量功能等的正常运行。
2.并网稳定性测试:逆变器在并网运行状态下,检测其稳定性和响应时间,确认逆变器在电网波动和故障情况下能够快速正确响应并保持稳定运行。
3.微网模式调试:如果逆变器支持微网模式,需要对其进行微网模式下的调试和测试。
4.故障保护功能调试:测试逆变器在过载、过温、短路等异常情况下的保护功能是否能够正常工作。
三、调试步骤和方法1.准备工作:检查逆变器和并网电网的接线是否正确,确认逆变器的参数设置与实际情况相匹配。
2.开关机测试:首先测试逆变器的开关机功能,通过操作逆变器的开关机按钮或遥控器,检测逆变器的开关机状态是否正常,并观察逆变器显示面板上的相应提示。
3.并网检测测试:在逆变器正常开机后,测试逆变器的并网检测功能。
可以通过局部模拟并网的方式进行测试,确认逆变器能够准确检测到电网的状态并进行相应的并网操作。
4.电压、电流和功率测量测试:通过接入电压、电流和功率仪器,测量逆变器输入和输出的电压、电流和功率,确保测量值在合理范围内,与逆变器显示面板上的数值保持一致。
5.并网稳定性测试:通过模拟电网的电压波动或短暂故障,观察逆变器的响应时间和稳定性。
检测逆变器能否在电网异常情况下自动切断输出、保护系统和设备的安全。
6.微网模式调试:如果逆变器具备微网模式功能,可以通过局部模拟微网的方式进行测试,确认逆变器在微网模式下的运行和切换是否正常。
7.故障保护功能测试:通过人为制造过载、过温、短路等异常情况,测试逆变器的保护功能是否能够及时触发,切断输出并保护系统设备的安全。
四、调试结果及分析在调试过程中,逆变器的基本功能和性能测试都能正常运行,包括开关机、并网检测、电压电流功率测量等功能。
逆变器功能检测项目10.4.1 自动开关机功能检测检测逆变器早、晚的自动启动并网功能。
检查逆变器自动电压(MPPT)跟踪范围;10.4.2 防孤岛保护测试逆变器并网发电,断开交流开关,模拟电网失电,查看逆变器当前告警中是否有“孤岛”告警,是否自动启动孤岛保护;10.4.3 输出直流分量测试光伏电站并网运行时,并网逆变器向电网馈送的直流分量不应超过其交流额定值的0.5%;10.4.4 现地手动开关机功能检测通过逆变器直流开关,检查逆变器手动开关机功能;10.4.5远方开关机功能检测通过监控上位机“启动/停止”按钮,检查逆变器远方开关机功能;检测监控“启动/停止”逆变器后,逆变器能否自动“停止/启动”;检查监控系统的控制流程;10.4.6 逆变效率测试测量直流输入功率和交流输出功率,计算效率;10.4.7 温度保护功能测试模拟逆变器机柜温度升高,检测风机启动功能;10.4.8 检测相序反相时逆变器的工作状态人为接反逆变器交流侧电源相序,检测逆变器并网工作状态;10.4.9 并网电压电流谐波测试并网逆变器在运行时不应造成电网电压波形过度畸变和注入电网过度的谐波电压和谐波电流,以确保对连接到电网的其他设备不造成不利影响;并网逆变器接入电网时公共连接点的电压总谐波畸变率不应超过3%,奇次谐波电压含有率不应超过2.1%,偶次谐波电压含有率不应超过1.2%。
并网逆变器带载运行时,电流总谐波畸变率不应超过4%,奇次、偶次谐波电流含有率不应超过下表的要求:10.4.10 输出电压测试并网逆变器交流输出三相电压的允许偏差不应超过额定电压的±3%;10.4.11电压不平衡度测试光伏电站并网运行时,并网逆变器接入电网的公共连接点的负序电压不平衡度不应超过2%,短时不得超过4%;并网逆变器引起的负序电压不平衡度不应超过1.3%,短时不超过2.6%;10.4.12 直流接地保护测试模拟直流接地,逆变器接地保护能够正确动作;10.4.13噪声当并网逆变器输入电压为额定值时,在距离设备水平位置1m处,用声压级计测量满载时的噪声不大于65dB。
光伏逆变器测试方案一、 测试分类:1)基本电气特性测试:2)保护测试;3)基本安规特性测试;4)EMC测试;5)环境测试。
二、 光伏逆变器测试试验平台工作图三、 各类测试的详解:1)开机测试:给逆变器先通上交流电(模拟电网),再通上直流电(模拟)太阳能电池板电压,然后一直与逆变器通信,看逆变器是否启动,如果逆变器的状态是已经启动的话,就用功率分析仪看逆变器的输出功率是多少,如果是正常启动后功率的,就说明逆变器完全启动。
如果在规定的时间内没有启动,这台逆变器就是启动失败,启动失败将退出测试,成功将继续下一个测试项目;2)输入电压测试:在经过开机测试成功之后,在将输入电压调整至输入范围的最小至最大范围进行测试,确定在各个输入电压范围之内都能正常开机。
同时在检测达到最大功率是的输入电压是否在跟踪电压范围之内。
如果其测试的所有电压均超出规格,则这项算不通过,不论这项测试是否通过,将进行下一项测试;3)输入电流测试:在经过开机测试成功之后,在将输入电压调整至输入范围的最小至最大范围进行测试,检测各个状态是的电流在其规格范围之内。
同时测试其输入最大电流值不应超过规格定义最大电流值,并测试其最大短路电流确保在规格之内。
如果其测试的所有电流均超出规格,则这项算不通过,不论这项测试是否通过,将进行下一项测试;4)交流电压测试:经过逆变器逆变成的交流电,其输出电压的变化范围较大。
对于一个合格的逆变器,输入端电压在范围内变化时,其稳态输出电压的变化量应不超过额定值的±5%,同时当负载发生突变时,其输出电压偏差不应超过额定值的±10%。
或者参考规格书定义要求进行判定;5)额定输出电流(或额定输出容量)测试:表示在规定的负载功率因数范围内逆变器的额定输出电流。
有些逆变器产品给出的是额定输出容量,其单位以VA或KVA表示。
逆变器的额定容量是当输出功率因数为1(即纯阻性负载)时,额定输出电压为额定输出电流的乘积。
光伏逆变器测试流程
光伏逆变器测试流程主要包括多个阶段和多项测试内容,确保产品符合国际电工委员会(IEC)和其他适用标准。
首先,准备阶段涉及提交技术文件、样品及填写申请表;实验室测试涵盖电气性能(如转换效率、MPPT功能)、电磁兼容性(EMC)、环境适应性(如温度、湿度、机械冲击等)。
并网特性测试包括低电压穿越(LVRT)、电网适应性、谐波畸变等。
此外,还包括对元器件、安全防护功能、静态与动态运行特性的检查。
整个测试过程中,严格记录数据并出具专业测试报告,作为产品认证和质量控制的重要依据。
逆变器的检测光伏逆变器的直流侧输入电压是随着负载的不同而发生变化的。
具体的输入电压是和硅光板有关的。
因为硅光板的内阻比较大,负载电流大了以后,硅光板的电压会下降很快,所以必须有一个个成为最大功率点控制的技术。
让硅光板的输出电压和电流处于一个合理的水平,保证是输出最大功率的状态。
通常光伏逆变器内部有一个辅助电源。
这个辅助电源一般在输入直流电压达到8 0V左右的时候,就可以启动了。
启动后可以给逆变器内部的控制电路供电,机器就进入待机模式。
一般当输入电压达到120V以上的时候,逆变器可以开始工作了。
先把输入直流升压至400V,然后逆变为电网电压并保证相位一直后,并入电网。
逆变器通常要求电网电压在270Vac之下,否则也无法正常工作的。
逆变并网要求逆变器的输出特性为电流源特性,而且,必须保证输出相位和电网的交流相位一致。
当逆变器的输入直流电压超过400V的时候,内部升压电路就不工作了,改为降压电路工作,把输入降压到400V,供后级逆变使用。
逆变部分和上面是一样的。
直流断路器和交流断路器的差别直流断路器和交流断路器的主要差别在于去灭弧能力上。
因为交流每个周期都有过零点,在过零点容易熄弧,而直流开关没有过零点,熄弧能力很差,所以要添加额外的灭弧装置。
总的来说就是直流难灭弧,而交流有过零,灭弧容易。
交流断路器可以派生为直流电路的保护,但必须注意三点改变:1、过载和短路保护。
①过载长延时保护。
采用热动式(双金属元件)作过载长延时保护时,其动作源为I2R,交流的电流有效值与直流的平均值相等,因此不需要任何改制即可使用。
但对大电流规格,采取电流互感器的二次侧电流加热者,则因互感器无法使用于直流电路而不能使用。
如果过载长延时脱扣器是采用全电磁式(液压式,即油杯式),则延时脱扣特性要变化,最小动作电流要变大110%-140%,因此,交流全电磁式脱扣器不能用于直流电路(如要用则要重新设计)。
②短路保护。
热动-电磁型交流断路器的短路保护是采用磁铁系统的,它用于经滤波后的整流电路(直流),需将原交流的整定电流值乘上一个1. 3的系数。
光伏并网逆变器调试报告一、报告目的本报告旨在对光伏并网逆变器进行调试与测试,以确保逆变器正常工作并达到设计要求。
二、调试内容1.设备连接:将光伏电池板与逆变器连接,确保连接稳固、电缆完好,无任何短路、接触不良等问题。
2.电源接入:将逆变器接入电源,检查电源电压是否符合设计要求,并确保电源接线正确。
3.通信调试:逆变器通过通信模块与监控系统进行数据传输与管理,需要对通信模块进行调试,确保信号传输稳定可靠。
4.逆变器参数调整:按照逆变器的使用说明,调整逆变器参数,包括并网电压、频率、功率因数等,使逆变器输出符合要求。
5.并网检测:逆变器需要检测并网电网的状态,确保并网可靠与安全,需要进行并网检测与保护功能的调试。
三、调试步骤及结果1.设备连接:将光伏电池板与逆变器通过正负极线缆进行连接,确保连接良好,并使用万用表检查线缆的电阻值,确认无异常情况。
2.电源接入:将逆变器的输入端与电源接线盒连接,检查电源电压是否符合逆变器的输入要求,确保电源接线正确并稳定。
3.通信调试:使用监控系统对逆变器进行通信调试,确认逆变器与监控系统的通信模块连接正常,并通过监控系统获取逆变器的相关参数,如输出功率、电流等,确认通信稳定可靠。
4.逆变器参数调整:按照逆变器的使用说明书,对逆变器的参数进行调整,包括并网电压、频率、功率因数等,根据实际要求进行设定,并通过监控系统进行参数读取,确保参数设定准确。
5.并网检测:进行并网检测与保护功能的调试,通过将逆变器与电网连接,并对电网状态进行模拟测试,确认逆变器能够有效检测电网的状态,并进行相应的保护措施,保证并网的可靠与安全。
四、调试结果及问题解决在以上调试步骤中,发现并解决了一下问题:1.设备连接问题:在设备连接时,发现光伏电池板与逆变器之间的正负极线缆接触不良,导致逆变器无法正常运行。
经过重新连接并测试,问题得到解决。
2.电源接入问题:在电源接入时,发现电源电压不稳定,不符合逆变器的输入要求。
(完整版)光伏逆变器MPPT效率测试步骤方法光伏逆变器MPPT效率测试步骤方法在现实生活中,由于阳光照射角度、云层、阴影等多种因素影响,光伏阵列接受到的阳光辐照度和相应温度在不同的条件下会有很大的差别,比如在早晨和中午,在晴朗和多云的天气下,特别是云层遮掩的影响,可能会造成短时间内辐照度的剧烈变化。
因此对于光伏逆变器而言,其必须具备应对阳光辐照度持续变化的策略,始终维持、或者是在尽可能短的时间内恢复到一个较高的MPPT精度水平,以及较高的转化效率,才能在现实生活中实现良好的发电效果。
目前光伏逆变器行业中各大厂商对于静态MPPT追踪算法的处理基本都展现出了很高的水准,可以精确地维持在非常接近100%的水平,为后端直流转交流的过程提供了良好的基础。
这一点也体现在各个型号的逆变器的总体效率参数上,标称值一般都很高。
而在逆变器实际的工作环境中,日照、温度等外部条件是处于实时动态变化的过程中,逆变器在这样的条件下工作,其动态效能也就成为了衡量其实际性能的不可忽视的重要指标。
在实验室的测试环境下,光伏模拟器作为可以直接模拟各种类型、各种配置的光伏阵列的高效模拟器,已经被广泛地应用于逆变器的测试。
但此前的测试更多地集中于模拟各种静态条件下(即在测试过程中维持给定的IV曲线不变化),或者是有限的低强度变化(如测试过程中会在给定的两条或数条IV曲线之间切换),较少涉及长时间、高强度的真实工作状况的模拟。
笔者关注使用光伏模拟器来模拟光伏阵列随时间而发生动态变化的输出,探究此动态MPPT测试功能的实用性和其中需要注意的要点。
由于动态天气的组合方式几乎无穷无尽,因此首要的问题是光伏模拟器提供了哪些典型类型的天气文档,以及是否有足够的灵活度来供客户自行生成新的天气文档,是否提供足够高的时间分辨率来支持快速的辐照度变化。
我们以光伏模拟与测试业内的知名品牌阿美特克ELGAR的光伏模拟器产品为例,其提供了晴天、多云、阴天等状况的典型天气情况实例(如下图1),另外支持直接在软件内制定或者通过外部数据处理软件(如EXCEL)生成自定义天气文档,时间分辨率为1秒。
图解光伏逆变器对电网保护的9个测试
在最近的十余年里,太阳能光伏逆变技术得到了长足的发展。
与此同时,人们普遍开始担忧随着光伏逆变器的占比越来越高,整个电力供应系统的稳定性会受到极大影响。
但最近的研究显示,例如在欧洲,那些采用了高级功能的逆变器的电力系统的品质事实上反而得到了提高。
美国当前已有的光伏标准如IEEE1547和加州Rule 21都是针对低占比的情况,而现在随着光伏的占比越来越高,对于逆变器而言,支持电网接受高占比的高级功能的需求已经显著地增加。
而这些高级功能在原有的标准中并无体现,例如无功电压控制、电压穿越能力、频率穿越能力、有功频率控制、缓变率控制以及通讯等。
本文首先讨论了一两年前做的一系列测试,揭示了“传统”逆变器的典型表现,包括他们对电网的失真的贡献、防孤岛问题以及潜在的更严重的干扰。
其次我们给出使用一台已经在商业化生产的标准型号光伏逆变器的测试结果,该逆变器是按照最近的德国电网规则设计的,所采用的高级功能是当前美国的规则所没有要求的。
我们测试了该逆变器在一系列典型的电压和频率波动情况下的表现,以评估其在电网中的动态性能。
相当一部分的标准规范和技术报告(如IEC61000-3-15,CEI 0-21等)都提到光伏逆变器可能用于提升电力品质,而本文展现的这些测试结果指出光伏逆变器的确可以提升电力品质和电网稳定性。
测试方案
首先我们针对传统逆变器进行测试,以证实这些逆变器能够遵照美国以及其他国际规范安全运行。
测试方案如图1所示。
电网模拟器用于处理双向的能量流动,就像真实的电网。
逆变器接受来自于光伏模拟器的直流能量注入。
电子负载产生线性和非线性的电流负载,有效地模拟各种典型的家用负载的行为,例如电脑、厨房电器、电视、空调等设备。
功率分析仪用于分析负载、逆变器以及电网之间的电流流动。
图1 用于评估光伏逆变器的测试方案
图2展示了功率分析仪上的典型显示。
上方的图形是电网模拟器即电网端的电压(绿色)和电流(黑色)波形,下方的图形是负载的电流(红色)和逆变器的电流(蓝色)。
逆变器输出1274.9瓦给家用负载,输出1766.5瓦给电网。
图2 逆变器输出3KW
公共电网的真实电压波形一般都不可能像图2所示是那么完美的正弦波形,2-5%的电压总谐波失真极为常见。
为了评估逆变器对于失真电压的响应,我们控制电网模拟器以1%的步进来设置第9阶次谐波从3%到9%的电压失真。
如图3显示了7%失真设置时的波形。
图3 带有7%电压失真的波形
如图4所示,注入电网的电流失真大约是设置的电压失真的两倍。
这是由于逆变器“追踪”电网的电压,叠加上了与电压失真程度相同的电流失真。
图4 逆变器对于失真的贡献
如果逆变器能够被“许可”进行补偿,它就能减少注入公共电网的电流失真。
新型的逆变器已经具备了该功能。
再来看传统逆变器的另一个不良应对,出于对早期防孤岛要求而采取的对电压跌落和短
时扰动的响应。
早期标准要求逆变器在电网电压超出限值(一般为标准值的±10%)后的160毫秒内应当切断连接。
图5展示了逆变器对于短时电压跌落的响应。
该逆变器在10毫秒内断开连接并且维持在离线状态,有时离线状态会持续好几分钟。
而这样的响应方式会进一步加剧电网的电压跌落问题。
所以这就要求逆变器能够具有一定的低电压穿越能力。
图5 逆变器对于电压跌落的响应
高级光伏逆变器能力
为了评估高级光伏逆变器对于电网的影响,南加州爱迪生(SCE)购买了若干个遵照德国电网规则设计的家用及商用逆变器。
这些逆变器具有那些美国规则所不要求的高级功能。
以下内容介绍这些逆变器在SCE DER实验室的部分测试项目。
新的逆变器设计允许电压穿越能力,例如在40%至100%范围内可调的低电压穿越。
当系统电压高于下限时,逆变器维持功率输出,不从电网中切开。
当系统电压跌至下限以下时,逆变器停止功率输出,但仍然在一段可调的时间内(在SCE的测试时最短为0.04秒,最长为10秒)维持与电网的连接,在电压恢复至高于下限一定程度(余量)之后再输出功率。
图6展示了该功能。
电压(蓝色线)跌至标准值的47%,使得逆变器(绿色线)停止输出功率,但是当电压回复至47%加上3%余量后,逆变器立即恢复提升其功率(第8秒前的时刻)。
当公共电网电压在第17秒超过标准值时,逆变器相应缩减其功率输出,直到电压稳定在标准值后(第27秒)逆变器恢复满功率输出。
图6 新型光伏逆变器的低电压穿越能力
对照传统的响应方式--逆变器在电网电压跌落至90%以下后就直接切断连接并维持离线状态若干分钟,很明显现在的这种方式是一种更佳的应对策略。
图7的测试结果表明,光伏逆变器能够显著地提升“不良电网”的电压稳定性。
在该测试中,电网模拟器设置为比较弱的电源,其输出电流每隔5秒就会被进一步的限制,目的是逐步降低该测试平台的发电/负荷比率,以使得系统电压稳步降低(比如在偏远地区的不良电网环境)。
这样我们可以测出逆变器的无功电压支撑能力。
图7 展示了3种场景:逆变器电压支撑开启在3%斜率(绿色轨迹),电压支撑开启在1%斜率(橙色轨迹),以及电压支撑关闭(蓝色轨迹)。
图7 逆变器在欠压时的电压支撑
当电压支撑处于开启状态,电网电压跌落至98%以下时(约第五秒),逆变器立即提升其无功输出,抬升系统电压。
测试数据很清楚地表明了采用电压支撑技术的光伏逆变器的好处,系统电压能够被维持在偏离标准值5%以内。
而在过电压的情况下,逆变器则以相反的方式应对,能够减少过电压的效果(比如断开负载时会发生的情况)。
图8展示了这种测试的波形图。
图8 逆变器在过压时的无功支撑
对于图7和图8的测试项目,我们是通过该逆变器提供的通讯方式(例如通过串口、蓝牙等接口),将其设置为如下的参数并启用电压支撑功能:
无功支撑:最大50%满功率
Q/V梯度: 0% (没有无功), 1%, 以及3% (该梯度是定义无功功率与电压的关系)
在图8的测试开始之前,电网模拟器的电压是被设置为标准值的120%,但是其允许输出电流是受限的,因此负载会将电网电压拉低至所需的标称值。
在测试过程中,电网模拟器的输出电流限值每隔5秒就会被手动地抬升一次,来模拟提升发电/负荷比率的情况,从而使得系统电压稳步升高,用于检测逆变器的电压支撑功能。
与之前的测试相同,图8也展示了三种场景:逆变器电压支撑开启在3%斜率(绿色轨迹),电压支撑开启在1%斜率(橙色轨迹),以及电压支撑关闭(蓝色轨迹)。
当电压升高至超过102%(第5秒钟过一点点),逆变器立即从系统中吸收无功功率,从而帮助系统电压稳定下来。
显而易见这样的应对是得到了更好的效果,否则当不启用电压支撑功能时电网电压是被大幅抬升至120%标准值。
作为这种低压/高压支撑功能的一部分,高级逆变器可以调整其功率因子。
如图9所示,逆变器根据其功率输出来调整功率因子,在本例中其功率因子从60%输出功率时的1.00变化到了80%输出时的0.8。
图9 逆变器的动态电压(功率因子)支撑。