基于國標的光伏逆變器效率測量方案

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發布時間：2016/5/28 14:33:21
作者：ly_yinhe

　　對于光伏發電系統來說光伏逆變器效率是一個極其重要的參數，同樣，光伏逆變器效率測試也是逆變器性能測試中一個重要檢測項目。光伏逆變器效率包括最大功率點跟蹤效率、轉換效率，本文根據國標要求對光伏逆變器效率測試中轉換效率測試、最大功率點跟蹤效率測試內容及測試平臺進行詳細介紹。

一光伏逆變器逆變效率要求

　　根據NB/T 32004光伏發電并網逆變器技術規范要求不帶隔離變壓器型逆變器的轉換效率最大值應不低于96%，帶隔離變壓器型逆變器的轉換效率最大值應不低于94%。

　　注：

　　最大功率點跟蹤效率：根據不同輻照強度G和組件溫度T，保證從光伏方陣中得到最大的功率輸出PMPP。

　　轉換效率：有效的將可利用的直流功率PDC轉換成交流功率PAC。

01轉換效率

　　轉換效率是指在規定的測試周期TM內，光伏逆變器在交流端口輸出的電能與在直流端口輸入的電能的比值，計算公式如下所示：

　　式中：

　　PAC(t)——逆變器在交流端口輸出功率的瞬時值；

　　PDC(t)逆變器在直流端口輸入功率的瞬時值。

02光伏逆變器最大功率點跟蹤效率

　　最大功率點跟蹤效率效率反映了逆變器的最大功率點在PV功率特性曲線上的設置精度。最大功率點跟蹤效率分為靜態效率和動態效率。兩個效率均是通過對逆變器輸入端的電壓和電流瞬時值采樣來測定。

　　1. 靜態最大功率點跟蹤效率

　　靜態最大功率點跟蹤效率由下列測量值的平均值決定：

　　其中：

　　UDC,i——逆變器輸入電壓的采樣值；

　　IDC,i——逆變器輸入電流的采樣值；

　　TM——總測量周期；

　　ΔT——連續兩個采樣值之間的周期。

　　靜態MPPT 效率反映的是在給定靜態PV 組件的特性曲線上，逆變器調節跟蹤最大功率點的精度。

　　注：UDC,i和IDC,i必須是同一時間的采樣值。

　　2. 動態最大功率點跟蹤效率

　　靜態MPPT 效率沒有考慮輻照強度變化及逆變器在不同運行工作點間的過渡轉換等因素，動態MPPT效率則可用來評估逆變器暫態過程中的效率特性，定義如下：

　　其中：

　　ΔTj——PMPP,PVS,j的采樣間隔；

　　ΔTi——UDC,i、IDC,i的采樣間隔。

二轉換效率測試

　　靜態轉換效率的檢測按照下表1所示規范操作，并且轉換效率的測量與靜態最大功率點跟蹤效率的測量同時進行。

表1：靜態轉換效率測試規范

光伏方陣模擬器最大功率點電壓	I/U特性稱	光伏方陣模擬器最大功率點功率與額定直流功率之比PMPP,PVS/PDC,N(c)
光伏方陣模擬器最大功率點電壓	I/U特性稱	0.05	0.10	0.20	0.25	0.30	0.50	0.75	1.00
UMPPmax（0.8UDCmax）（a）	晶硅組件
0.8UDC,N	晶硅組件
UMPPmin	晶硅組件
UMPPmax（0.7UDCmax）（a）	薄膜組件（b）
UDC,N	薄膜組件（b）
UMPPmin	薄膜組件（b）
a:兩者中應選取較低的值，保證被測逆變器在最大功率點跟蹤模式運行時沒有收到直流輸入電壓的影響。 b：不和薄膜組件一起工作的被測逆變器，這些測量點可不測量。 c：N標示額定，PDC,N即額定直流功率。

　　根據上述規定測試條件調節光伏方陣模擬器的輸出特性，待被測逆變器輸出穩定后，開始測量下列數據，記錄時間為10min。

　　輸入直流電壓UDC；

　　輸入直流電流IDC；

　　輸出交流電壓UAC；

　　輸出交流電流IAC。

　　如果被試逆變器輸出一直不穩定，等待不小于5min后，可采用動態MPPT效率計算公式計算轉換效率并填入檢測報告。或者，采用下式以及表2中的參數評估效率：

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

　　式中：

　　a1、a2、a3、a4、a5、a6——加權因子；

　　η1、η2、η3、η4、η5、η6——各功率下的測量所得靜態最大效率點跟蹤效率或轉換效率。

表2：加權因子和各功率等級

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

三動態最大功率點跟蹤效率測試

　　動態最大功率點跟蹤(MPPT)效率的測試必須按照下列程序進行。歸一化輻照強度是輻照強度與標準測試條件(STC)下輻照強度的百分比，歸一化輻照強度100%標示輻照強度是25℃時1000W/㎡的輻照條件。低輻照強度與中等輻照強度之間變動時的測試程序如圖1所示，中等輻照強度和強輻照強度之間變動時的測試程序如圖2所示。