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        光伏逆變器測試

        隨著光伏并網發電的發展,越來越多的并網發電系統并入電網,由于電網自身特征,對光伏并網逆變器的性能提出了嚴格的測試要求。本文主要針對并網逆變器的電網頻率響應測試,反孤島效應測試和低壓穿越測試三項測試需求,介紹全力電子標準式交流電源APA1000系列智能式交流電源APA2000系列在其中的作用。

        一、光伏并網逆變器
        光伏并網逆變器是光伏系統能量轉換與控制的核心,是把太陽能電池所輸出的直流電轉換成符合電網要求的交流電再輸入電網的設備。逆變器效率的高低影響著光伏發電系統效率的高低,因此,逆變器的性能保障非常重要。

        二、光伏并網逆變器測試需求
        由于要通過光伏并網逆變器直接將電能轉化為與電網同頻同相的正弦波電流饋入電網,那么電網的任何變動都會對光伏逆變器正常運作產生影響,因此對逆變器性能的測試中逆變器對于電網變動的反應是十分重要的測試項目。下面詳細介紹一下逆變器電網頻率響應測試、反孤島效應測試以及低電壓穿越測試三項測試內容。
        電網頻率響應測試:測試逆變器是否在規定的頻率范圍內(電壓正常的情況下)逆變器可以正常工作;在規定的頻率范圍段,逆變器正常運行規定的時間后,停止并網供電;在規定的頻率范圍外則認為電網頻率異常,并網逆變器停止工作。其頻率響應時間必須滿足下表要求。
        頻率范圍 逆變器響應
        <48Hz 逆變器0.2S內停止運行
        48~49.5Hz 逆變器運行10M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2M后停止運行
        >50.5Hz 逆變器0.2S內停止向電網供電

        >50.5Hz 逆變器0.2S內停止向電網供電
        反孤島效應測試:“孤島”是指公共電網停止供電后,由于光伏逆變器的存在,使電網停電區部分線路仍維持帶電狀態,形成電力供應的 “孤島”。此狀態可能會帶來一系列的安全隱患和事故糾紛,危及人身安全,造成設備損壞,因此就有了反孤島效應的測試標準。標準中要求包括:電網失壓時,防孤島效應保護必須在2秒內完成,將光伏系統與電網斷開。

        反孤島效應的檢測分為被動式和主動式兩種。被動式孤島檢測方法通過檢測逆變器輸出是否偏離并網標準規定的范圍,但在逆變器輸出功率與局部負載功率平衡時無法檢測出孤島效應的發生。主動式孤島檢測方法通過控制逆變器輸出電壓和頻率與電網的電壓和頻率存在一定的誤差(誤差在標準允許范圍內),當電網工作正常時,由于鎖相電路的矯正作用,逆變器輸出電壓頻率與電網電壓頻率的誤差始終在一個較小的范圍內;但是當電網出現故障時與之前的誤差累積,從而導致誤差進一步增加,直到超過并未標準的規定,觸發孤島效應保護電路。該方法檢測精度高,檢測盲區小,因此被更多的采用,而主動式檢測方法需要一臺不斷的調節模擬電網的電壓頻率的變化的可編程交流電源來實現。

        低電壓穿越(LVRT)測試:對于光伏電站當電力系統事故或擾動引起光伏發電站并網電壓跌落時,在一定的 電壓跌落范圍和時間間隔內,光伏發電站能夠保證不脫網連續運行,支持電網恢復,直到電網恢復正常,從而“穿越”這個低電壓區域(我國光伏并網逆變器LVRT的測試標準見下圖)。
        由以上測試項目的介紹可以發現,要實現光伏并網逆變器的這些性能測試,需要提供一個功能強大的交流電源,能夠滿足模擬電網的上述變化特征的需求。

        三、全力電子的標準式交流電源APA1000系列智能式交流電源APA2000系列
        全力電子(ADMIRE POWER)多年一直致力于電源及電源測試領域的研究,針對交流電更大范圍及更復雜的變動特性,研發推出了標準式APA1000系列智能式APA2000系列交流電源,該兩款交流系列電源可提供模擬各種正常及異常的交流電輸入情況,并能量測待測物重要的電性能參數,滿足光伏并網逆變器上述測試的要求,更好地進行研發和制造。

        標準式交流電源APA1000系列智能式交流電源APA2000系列電壓規格為0~300V(0~600V選配)頻率(45Hz~500Hz)范圍內可調,滿足電網模擬的電壓和頻率要求。使用者可以直接通過面板上的按鍵實時設定和觀察電壓、頻率、功率、功因、電流、峰值電流、溫度、電量、時間、相位角、阻抗值及電壓和電流的實時特性曲(觸摸屏顯示);電壓、電流、功率、功率因數、頻率、峰值電流和時間(LCD顯示)。根據需要模擬電網的各種正常及異常狀況,能夠更有效地實施并網逆變器性能測試。

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