光伏發電是新能源發電的重要組成部分,隨著國家對光伏產業的大力扶持,光伏產業得到了長足的發展。光伏逆變器是光伏發電的核心部件,是一種用于將直流電轉換成交流電的電力調整裝置。光伏逆變器輸出交流電量饋送電網,因此,對其輸出電量質量要求很高。
為了有效保證光伏逆變器滿足應用需求,我們一般采用一套完整的光伏逆變器試驗平臺對其關鍵技術參數進行測試(如下圖所示:光伏逆變器性能指標試驗平臺構成示意圖)。下面本文主要對光伏逆變器關鍵技術參數及其限定進行詳細介紹。
圖示:光伏逆變器性能指標試驗平臺構成示意圖
額定效率由測量數據經以下公式計算:
式中:
ηR——額定效率(%);
Po——功率調節器的額定輸出功率,單位為千瓦(KW);
Pi——功率調節器在額定輸出功率時的輸入功率,單位為千瓦(KW)。
注:任何輔助的輸入功率(KW),比如逆變器的控制系統(或門極驅動)應包括在公式Pi中。
部分輸出效率由測量數據由一下公式計算:
ηpar——部分輸出效率(%);
Pop——功率調節器的部分輸出功率,單位為千瓦(KW);
Pip——功率調節器在部分輸出功率時的輸入功率,單位為千瓦(KW)。
注:任何輔助的輸入功率(KW),比如逆變器的控制系統(或門極驅動)應包括在公式Pip中。
能量效率由測量數據經一下公式計算:
式中:
η——能量效率(%);
We——規定測試期間的輸出能量,單位為千瓦(KWh);
Wi——規定測試期間的輸入能量,單位為千瓦(KWh)。
注1:測試期間和負載狀態由用戶和制造商協商確定。
注2:任何輔助的輸入能量(kWh),比如逆變器的控制系統(或門極驅動)應包括在公式Wi中。
注3:附錄C中說明了可用加權平均能量效率ηwt代替能量效率。(參見GB/T20514-2006光伏系統功率調節器效率測量程序)
不含變壓器的逆變器最大效率應不低于95%,含變壓器的逆變器最大效率應不低于94%。
并網運行時,逆變器不應造成電網電壓波動過度畸變或注入電網過度的諧波電流,以確保對連接到電網的其他設備不造成不利影響。電流諧波總畸變率限值為5%,奇次諧波電流含有率限值見下表1,偶次諧波電流含有率限值見下表2。
奇次諧波次數 | 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:奇次諧波電流含有率限值
偶次諧波次數 | 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:偶次諧波電流含有率限值
注:由于電壓畸變可能會導致更嚴重的電流畸變,使得諧波測試存在一定的問題。注入諧波電流不應包括任何由未連接光伏系統的電網上的寫波電壓畸變引起的諧波電流。滿足上述要求的型式檢驗的逆變器可視為符合條件,不需要進一步的檢驗。
式中:
Pout——逆變器輸出總有功功率;
Qout——逆變器輸出總無功功率。
注:在供電機構要求下,用來提供無功功率補償的逆變器可超出此限值工作。
對于單相交流輸出220V 逆變器,當電網電壓在額定電壓的-15%到+10%范圍內變化時,逆變器應能正常工作。對于三相交流輸出380V逆變器,當電網電壓在額定電壓10%范圍內變化時,逆變器應能正常工作。如果逆變器交流側輸出電壓等級為其他值,電網電壓在GB/T 12325 中對應的電壓等級所允許的偏差范圍內時,逆變器應能正常工作。
逆變器交流輸出端電壓超出此電壓范圍時,允許逆變器切斷向電網供電,切斷時應發出警示信號。逆變器對異常電壓的反應時間應滿足表3的要求。在電網電壓恢復到允許的電壓范圍時逆變器應能正常啟動運行。此要求適用于多相系統中的任何一相。
當逆變器輸出有功功率大于其額定功率的50%時,功率因數應不小于0.98(超前或滯后),輸出有功功率在20%~50%之間時,功率因數應不小于0.95(超前或滯后)。
功率因數(PF)按式中計算:
電壓a(逆變器交流輸出端) | 最大跳閘時間1 |
V<50%V標稱 | 0.1s |
50%V標稱≤<85%V標稱 | 2.0s |
110%V標稱<V<135%V標稱 | 2.0s |
135%V標稱≤V | 0.05s |
a:有效電壓 |
表3:電網電壓相應
注1:最大跳閘時間是指異常狀態發生到逆變器停止向電網供電的時間。
注2:對于具有低電壓穿越功能的逆變器,以低電壓穿越優先。
電網頻率在額定頻率變化時,逆變器的工作狀態應該滿足表4的要求。當因為頻率響應的問題逆變器切出電網后,在電網頻率恢復到允許運行的電網頻率時逆變器能重新啟動運行。
頻率范圍 | 逆變器響應 |
低于48Hz | 逆變器0.2秒內停止運行 |
48~49.5Hz | 逆變器運行10分鐘后停止運行 |
49.5~50.2Hz | 逆變器正常運行 |
50.2~50.5Hz | 逆變器運行2分鐘后停止運行,此時處于停運狀態的逆變器不得并網 |
高于50.5Hz | 逆變器0.2秒內停止向電網供電,此時處于停運狀態的逆變器不得并網 |
表4:電網頻率相應
額定運行時,逆變器向電網饋送的直流電流分量應不超過其輸出電流額定值的0.5%或5mA,應取兩者中較大值。
逆變器并網運行時(三相輸出),引起接入電網的公共連接點的三相電壓不平衡度不超過GB/T15543規定的限值, 公共連接點的負序電壓不平衡度應不超過2%,短時不得超過4%;逆變器引起的負序電壓不平衡度不超過1.3%,短時不超過2.6%。
額定運行時,A級逆變器的噪聲應不大于70dB,B級逆變器的噪聲應不大于60dB。
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