光伏并网逆变器测试

CGC 北京鉴衡认证中心认证技术规范CGC/GF001：2009（CNCA/CTS 0004-2009）400V以下低压并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法Technical Specification and Test Method of Grid-connectedPV inverter below 400V2009-8-3发布 2009-8-3实施北京鉴衡认证中心发布目 次目 次 (I)前 言 (III)并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法 (1)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (2)4 产品分类 (3)4.1 产品型式 (3)4.2 输出功率型谱 (3)5 技术要求 (4)5.1 使用条件 (4)5.2 机体和结构质量 (4)5.3 性能指标 (4)5.4 电磁兼容性 (6)5.5 保护功能 (6)5.6 通讯 (7)5.7 自动开/关机 (7)5.8 软启动 (7)5.9 绝缘耐压性 (7)5.10 外壳防护等级 (8)6 试验方法 (8)6.1 试验环境条件 (8)6.2 机体和结构质量检查 (8)6.3 性能指标试验 (8)6.4 电磁兼容试验 (9)6.5 保护功能试验 (9)6.6 通讯接口试验 (12)6.7 自动开/关机试验 (12)6.8 软启动试验 (12)6.9 绝缘耐压试验 (12)6.10 环境试验 (12)7 检验规则 (12)7.1 检验分类 (12)7.2 出厂检验 (13)7.3 型式检验 (13)8 标志、包装、运输、贮存 (14)8.1 标志 (14)8.2 包装 (14)8.3 运输 (14)8.4 贮存 (14)附 录 A (15)(资料性附录) (15)表A 并网光伏发电专用逆变器技术参数表 (15)附 录 B (17)(资料性附录) (17)防孤岛效应保护方案的选取 (17)前言为推动和规范我国并网光伏逆变器的发展，适应国际贸易、技术和经济交流的需要，以及促进我国并网光伏逆变器的产业化，特制定本认证技术规范。

光伏并网逆变器功率控制能力的试验研究李智;白恺;柳玉;李娜;张杨帆;董建明;任巍曦【摘要】目前国内针对光伏并网逆变器功率控制能力的试验方法和特性评价指标尚不完善,在实际生产运行过程中,缺乏开展各类型并网逆变器的功率控制能力评估的有效方法.文中提出了基于监控系统(SCADA)或自动功率控制系统(AGC/AVC)的并网逆变器有功和无功功率控制能力的现场试验验证方法,并对不同制造厂家的逆变器进行了现场实证测试.测试结果表明,参照国内外新能源相关功率控制特性指标,并网逆变器实际运行功率控制性能参差不齐,其存在问题包括功率控制精度差、实际无功容量与铭牌不符、逆变器运行参数设置不当等.针对上述问题提出了提升并网逆变器有功功率和无功功率控制技术性能及运行管理的措施和建议.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】7页(P1-7)【关键词】光伏并网逆变器;功率控制;性能;试验验证【作者】李智;白恺;柳玉;李娜;张杨帆;董建明;任巍曦【作者单位】国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网新源张家口风光储示范电站有限责任公司,河北张家口075000【正文语种】中文【中图分类】TM76我国光伏发电激励政策的陆续出台，有力推动了光伏产业的发展，光伏发电装机容量迅猛增长，预计到2020年，我国光伏装机容量将超过1.5亿kW［1］。

逆变器出厂检测流程一、上电前检测（检测前需准备工具见附件）1、组装检测（检测参考工艺流程）：母排（主要是搭接和表面处理）；部件紧固（需要打力矩的要用力矩扳手）。

2、接线部分检测（1）电源部分（340VAC/220VAC/24VDC）a、查短路：主回路A/B/C之间、对地是否短路；控制回路零火之间、正负极之间、对地是否短路；主回路与控制回路之间是否短路。

b、电源回路通路是否正常：测试点：电源起始位置—中间节点位置—最后电源输出位置。

（2）逻辑控制部分(通过测量通断判断)a、主接触器控制：线圈主接触器触点b、内部风扇控制信号：线圈转换触点c、紧急信号：第一路常闭信号第二路常闭信号d、绝缘电阻报警信号：e、避雷器故障信号：f、滤波器温度反馈信号：二、上电后检测1、上220V控制电源（由外部引入，将自取电变压器回路断开）上电之前必须再查一遍电源回路是否短路a、观察现象，“一看、二模、三闻、四听”一看：查看各元器件电源指示灯是否正常：二模：摸一下电缆外皮是否温度过高三闻：是否有烧焦的味道四听：是否有异常声音2、逻辑控制部分确认系统程序和应用程序已下载，若没有，按照规范操作下载在测试点模拟逻辑，观察返回信号是否正常；a、主接触器控制：短接XT2-6—XT2-4接触器线圈得电，触点吸合，观察控制面板返回主接触器关闭信号。

b、内部风扇控制信号：NC_Drive强制AB1-20输出一个0电平信号，则继电器线圈得电，触点动作，内部风扇启动；（或者直接将XT2-11—XT2-3短接，内部风扇启动）c、紧急信号：按下紧急停止按钮，控制面板返回Emergency off信号d、绝缘电阻报警信号：将U1-L1—U1-L2短接，观察控制面板返回绝缘电阻报警信号。

e、避雷器故障信号：断开XT3-4—U3-12，观察控制面板返回避雷器故障信号；f、滤波器温度反馈信号：断开XT3-4—T1-21，观察控制面板返回滤波器温度信号3、万用表带电测量电源电压是否接近或等于220VAC/24VDC，正负极是否接反。

并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法新旧标准差异一、绪论1.1 概述1.2 研究目的二、并网光伏发电专用逆变器技术要求2.1 电能优化技术2.2 相位控制技术2.3 无功控制技术2.4 功率控制技术2.5 安全保护技术三、新旧标准差异的分析3.1 国内外标准差异3.2 标准的变化趋势3.3 影响因素分析四、试验方法探讨4.1 测试设备及其结构4.2 测量参数的选择和设计4.3 测试过程及数据处理方法五、结论与展望5.1 结论5.2 展望参考文献一、绪论1.1 概述随着能源需求的不断增加和环境污染的威胁加剧，光伏发电逐渐成为了目前世界各国开发的主要可再生能源之一。

并网光伏发电系统需要一个中央逆变器将直流电转换成交流电并连接到电网中。

逆变器是并网光伏发电系统中的关键设备，其性能不仅直接影响系统的效率和稳定性，还直接关系到系统的安全性能。

1.2 研究目的近年来，国内外逆变器技术不断发展，制定了一系列的技术标准和测试方法来保证逆变器的性能和安全性。

本文将围绕并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法新旧标准差异进行研究，以期为光伏发电领域的技术提升和标准制定提供解决方案。

本文将分为五个部分，分别是绪论、并网光伏发电专用逆变器技术要求、新旧标准差异的分析、试验方法探讨以及结论与展望。

在绪论部分，将对本文的研究背景、研究目的、研究内容、研究方法和研究意义等方面进行详细的阐述和说明。

本文的研究背景为随着社会科学技术的不断提升和新能源政策的不断完善，光伏发电作为新能源的代表，已经逐渐成为促进国民经济和社会发展的重要力量。

并网光伏发电系统中的逆变器由于其直接关系到系统的效率和稳定性，必须具备高效率、稳定性好、安全可靠、管理灵活等多种特点，才能适应复杂多变的环境和工作条件。

本文的研究目的为了保证并网光伏发电系统的工作稳定性和可靠性，提高光伏发电系统的能够利用率，选取多种方式比较新旧标准的不同之处，进一步完善标准并探讨试验方法的变化。

光伏逆变器测试方法测试端子说明：逆变器的保护动作的信号主要是看逆变器的GB信号以及运转继电器信号。

具体项目的保护动作的要求其中哪个信号，请查看下表1。

GB：在9脚和10脚间串接一电阻，观察电阻两端电压波形，RY：在1脚和2脚间串接一电阻，给2脚一5V电压，观察电阻两端的电压波形。

表11模拟测试测试说明：a.由于逆变器并网工作时，以下项目无法进行实际测试，而在内部信号检测端施加等效信号进行模拟测试。

b.进行模拟测试之前，需把电感L2和L3的2脚从PCB上断开，如下图：图31.1 交流过电流测试测试方法：图4 交流过电流测试图a.按图3、4连接线路；b.把控制面板上的AC_I的端子拔掉，在AC_I的端子的2、4脚加入对应等效电流的交流电压信号。

如图4。

电流等效电压的关系：5A=1V。

交流过电流整定值24A对应的等效交流电压为4.8Vrms.c.电网频率为50Hz，加入对应频率的交流电压信号，从整定值的90%缓慢（0.1V 步长）增加到过流保护点，记录此时电压V1，换算成电流值；d.交流电压信号跳变：从0V开始跳变到V1+0.2，从0V开始跳变到过流保护整定值的110%，从0V开始跳变到过流保护整定值的150%，分别测量保护动作的时间；e.电网的频率设为60Hz，重复c～d步骤；判定标准：1、交流过流，保护装置能正常动作（查看GB信号变为高电平）,并且LED屏上显示故障一致；2、保护点在保护整定值的5%内，整定值最大不超过150%；3、保护动作时间在0.5秒以内。

1.2 直流过欠压保护测试方法：图5 直流过欠压测试图a.按图3、5接线路；b.把控制面板上的Solar_Vdc端子拔掉，从PV-OV/UV端子外加直流电压信号，1脚为正，2脚为负。

直流信号与实际直流电压关系：模拟信号1V=实际电压122.67V；c.电网频率为50Hz，直流电压从保护整定值的90%缓慢（0.01V步长）增加到保护点，记录保护点的电压值V1，换算成实际电压值；d.直流电压过压跳变：从额定电压开始跳变增加到保护点电压V1+0.01，从额定电压开始跳变增加到保护整定值的110%，从额定电压开始跳变增加到保护整定值的150%，分别测试量保护动作时间；e.直流电压从保护整定值的110%缓慢下降（0.01V步长）到保护装置动作为止，测量直流电压值V2；f.直流电压欠压跳变：从额定电压开始跳变下降到保护点电压V2-0.01，从额定电压开始跳变下降到保护整定值的90%，从额定电压开始跳变下降到保护整定值的80%，测试量保护动作时间；g.电网频率设为60Hz，重复c～f步骤。

实验名称：光伏并网逆变器的逆变效率试验一、实验目的：光伏并网逆变器的效率是决定光伏并网发电系统整体效率的重要参数。

对其进行全面、有效的评估与测定，无论是对于光伏并网工程设计中逆变器的选取还是对于科研中逆变器的研究都具有重要的意义。

二、实验原理：一个光伏并网逆变器由两部分组成，最大功率点追踪部分（从光伏阵列获得最大功率MPP P ），和DC-AC 变换部分（将直流电dc P 变换为交流电ac P ）。

（一）最大功率点跟踪效率（MPP-tracking efficiency ）MPPT 效率，包括MPPTstat η与MPPTdyn η，指一段时间内，逆变器从太阳能电池组件获得的直流电能与理论上太阳能电池组件工作在最大功率点在该时段输出的电能的比值。

静态最大功率点跟踪效率MPPTstat η，表征当太阳能电池输出特性曲线一定时，逆变器在多大程度上可以跟踪到太阳能电池的最大输出功率。

而动态最大功率点跟踪效率MPPTdyn η可以用来衡量当太阳能电池输出曲线复杂多变情况下，逆变器对最大功率点跟踪的响应速度。

MPPT 效率的数学计算公式为：00()()MM T dc MPPT T MPPP t dtPt dt η=⎰⎰ 其中，()dc P t 表示逆变器从太阳能电池获得的实时功率；()MPP P t 表示太阳能电池理论上提供的实时的最大功率点功率。

（二）转换效率（Conversion efficiency ）转换效率concv η是指，一段时间内。

逆变器交流输出端输出的电能与直流输入端输入的电能的比值。

其数学表达式为：0()()MM T ac conv T dcPt dt Pt dt η=⎰⎰ 其中，()ac P t 表示逆变器AC 输出端子输出的实时功率；()dc P t 表示逆变器DC 输入端子输入的实时功率。

（三）总效率（Overall efficiency ）总效率t η表示，一段时间内．逆变器交流输出端输出的电能与理论上太阳能电池组件工作在最大功率点在该时间段输出的电能的比值，从定义可知：00()()MM T ac t conv MPPT T MPP P t dtP t dt ηηη=⋅=⎰⎰ 理论上的最大功率点跟踪效率、转换效率和总效率的计算公式如上所示，但是在实验过程中，无法得到()ac P t ()dc P t ()MPP P t 的表达式，只能测得其瞬时值，因此无法通过以上表达式计算出各个效率。

光伏逆变器耐压测试标准
光伏逆变器耐压测试标准通常根据国际电工委员会（IEC）和国家相关标准进行制定。

以下是一些常见的光伏逆变器耐压测试标准：
1. IEC 62109-1: 这个标准规定了光伏逆变器的安全性能要求，包括耐压测试。

其中，逆变器需要通过交流电压、直流电压和绝缘电阻等测试。

2. IEC 62116: 这个标准主要用于评估光伏逆变器在并网条件下的抗冲击性能。

其中包括对逆变器耐高压瞬态、电磁干扰以及频率响应等方面的测试。

3. GB/T 19964：这是中国国家标准，规定了光伏逆变器的技术要求和测试方法，包括耐压测试。

其中，对于国内市场销售的光伏逆变器，需要符合该标准的要求。

此外，还有其他地区或组织制定的标准，如美国的UL 1741、欧洲的EN 62109等，它们也对光伏逆变器的耐压测试提供了相应的指导和要求。

具体的耐压测试项目和测试参数可能因标准而异，具体还需参考相关的标准文件。

1。

光伏逆变器鉴衡⾦太阳认证测试要求和⽅法试验项⽬⾦太阳认证标准要求的试验⽅法机体和结构质量检查⽬视检查，主要检查装置结构，装置的电器元件，装置布线及指⽰灯、按钮和导线的颜⾊。

转换效率试验⽆变压器型逆变器最⼤转换效率应不低于96%，含变压器型逆变器最⼤转换效率应不低于94%。

并⽹电流谐波试验逆变器额定功率运⾏时，注⼊电⽹的电流谐波总畸变率限值为额定电流的5%，奇次和偶次谐波电流含有率各不相同。

其他负载情况下运⾏时，逆变器注⼊电⽹的各次谐波电流值不得超过逆变器额定功率运⾏时注⼊电⽹的各次谐波电流值。

功率因数测定试验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%时，功率因数应不⼩于0.95（超前或滞后）。

电⽹电压响应试验电⽹电压在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。

电压（逆变器交流输出端）跳闸时间 V<50标称V 0.1S 50%标称V电⽹频率在额定频率变化时，逆变器的⼯作状态应满⾜规定的响应时间，并做出响应。

当因为频率响应的问题逆变器切出电⽹后，在电⽹频率回复到允许运⾏的电⽹频率时，逆变器能重新启动运⾏。

直流分量试验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%或者5mA ，取⼆者较⼤值。

电压不平衡度试验逆变器并⽹运⾏时（三相），引起接⼊电⽹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%。

噪声试验逆变器在最严酷的⼯况下，在距离设备⽔平位置1m 处⽤声级计测量噪声，对于声压等级⼤于80dB 的逆变器，应该与逆变器明显位置处加贴“听⼒损害”的警⽰标识。

说明书中要给出减少听⼒损害的指导。

防孤岛效应保护试验逆变器应具有防孤岛效应保护功能。

-发输变电-光伏并网逆变器的谐波电流测量黄浩锋胡振球(广东产品质量监督检验研究院,518300，广东广州)1谐波电流的测量NB/T32004-2013《光伏发电并网逆变器技术规范》不仅对谐波电流含量&限值做了要求，且对谐波电流含有率限值做了相关规定：逆变器运行时，注入电网的谐波电流THD@限值为5%&GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》和GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》仅对谐波电流含量限值做了规定。

T(D@=&/厶x100%(1)式中：&——谐波电流含量，Q&——基波电流，A华为SUN2000逆变器和阳光SG60KTL逆变器在不同负载率下的谐波电流测试结果分别如表1'表2所不。

表1华为SUN2000逆变器在不同负载率下的测试结果负载率5%10%30%50%70%100% & 1.403 1.527 1.647 2.001 2.094 2.239 TH)12.41011.827 2.774 2.139 1.881 1.498于安装在户内或高压柜内的电压互感器，由于受空间尺寸限制，所以无法更换为全绝缘的电压互感器。

对于高压绕组尾端及二次绕组端子开放式的半绝缘式电压互感器，可以在其尾端引出端子与地和二次接线端子之间加绝缘材料，从而避免端子间距离过近造成的放电。

但是，该措施无法加强内部绝缘，因此不能从根本上消除故障的发生。

而且，对于封闭式电压互感器，无法使用这一措施。

综上所述，第二种方案由于具有一定的主观性，第三种方案由于适用条件受限且不能从根本上解决放电问题，都不能有效避免类似电压互感器故障的发生，而第一种方案既能解决存在的问题，又具可行性，因此应为最佳选用方案。

■■■(2020-1)表2阳光SG60KTL逆变器在不同负载率下的测试结果负载率5%10%30%50%70%100% & 2.883 3.074 3.783 4.675 4.797 5.649 TH)31.15014.713 5.343 2.934 3.220 2.864分析测试数据可知，&和逆变器的负载率相关性不大；负载率越高，T(D@越低。

逆变器测试及自动化验解决方案逆变器测试及自动化验解决方案，简称为“防孤岛检测平台”，通常应用于光伏并网逆变器的防孤岛效应功能的鉴定检测，也应用在并网电源的防孤岛试验及鉴定检测。

根据产品用途不一样，产品主要分为五类：一、光伏并网逆变器防孤岛检测；二、储能并网双向逆变器防孤岛检测；三、微型并网逆变器/车载逆变器出厂试验、型式试验；四、双向充电机的高精度鉴定试验检测要求；五、还应用在分布式并网发电防孤岛效应仿真实验,微电网多点供电控制技术系统研究。

逆变器测试及自动化验解决方案的主要用途：具备防孤岛效应保护是并网逆变器重要功能要求之一，是生产企业申请金太阳认证需要检测的重要项目，国家电网公司根据GB/T19939-2005《光伏系统并网技术要求》第6条相关规定，将对防孤岛效应保护功能鉴定检测，这是光伏电站并网发电许可检测的重要项目。

工作原理逆变器测试及自动化验解决方案工作原理：要求能精确模拟孤岛发生，模拟谐振发生。

防孤岛检测平台主要核心设备是精密RLC负载，精密RLC交流测试负载，内置有纯阻性负载、感性负载、容性负载；三相负载功率独立控制；功率输入采用分段式组合控制，可以任意组合模拟各种功率负荷，满足并网逆变器满负载检测需要，满足并网逆变器型式试验和出厂试验检测需要，可以有效检测并网逆变器防孤岛保护功能。

选型注意事项一、逆变器测试及自动化验解决方案的选型方便有个普遍误区：误区一：受到深圳山寨公司等RLC负载生产厂商的误导，一些用户认为RLC负载的调节步进幅度就是仪器的测量精度，这是错误的。

RLC负载的最小步进调节幅度是1W，并不能代表测量精度是1W。

误区二：有一部分用户会认为---精密RLC负载太贵了，逆变器出厂试验只是简单的测试，精度差一些也可以将就着用，就象万用表，精度0.2%的价格贵，可以采购0.5%将就使用。

这是非常严重的误区：质量差的RLC负载会随时快速地触发逆变器保护，无法稳定的达到基频频率，所以导致逆变器过欠频保护，导致用户以为逆变器防孤岛效应保护功能有效，结果送检到实验室实施认证时，逆变器却无法通过金太阳认证。