100KW光伏逆变器功能性能测试规范Word下载.docx
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摘要：
本规范介绍了100KW光伏逆变器功能性能测试的项目、测试方法以及测试原理。
关键词：
光伏逆变器、功能性能测试
一.目的
用以规范光伏逆变器测试之测试项目、测试目的、测试方法、判定标准及判定准则等；
规范光伏逆变器的测试任务的接收、测试准备、测试进行、测试结束等测试阶段的条件和过程；
规范光伏逆变器测试的基本原则、不合格问题分类与质量判定标准。
二.适用范围
，及其相关组成部分在系统中的功能与性能。
三.引用/参考标准或资料
《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》。
《GB/T191包装储运图示标志》
《GB/T2829周期检查计数抽样程序及及抽样表（适用于生产过程稳定性的检查）》
《GB/T3859.1半导体变流器基本要求的规定》
《GB/T3859.2半导体变流器应用导则》
《GB/T12325电能质量供电电压允许偏差》
《GB/T14549电能质量公用电网谐波》
《GB/T15543电能质量三相电压允许不平衡度》
《GB/T15945电能质量电力系统频率允许偏差》
《GB/T19939光伏系统并网技术要求》
《GB/T20046光伏（PV）系统电网接口特性》
《GB/T20513光伏系统性能监测测量数据交换和分析导则》
《GB/Z19964光伏发电站接入电力系统的技术规定》
四.名词解释
IEC：
国际电工委员会
EUT：
被测设备
系统正常工作：
系统控制及管理功能符合设计要求，直流输出系统指标符合设计要求。
劣化（性能）：
任何装置、设备或系统的工作性能与正常性能非期望的偏离。
劣化可应用于暂时性或永久性的故障
光伏并网逆变器：
将太阳能电池发出的直流电变成交流电后馈入电网的设备
逆变器交流输出端：
逆变器，局部交流负载和电网之间的相互连接点。
最大功率点跟踪（MPPT）：
对跟随太阳能电池表面温度变化和太阳能辐照度变化而产生的输出电压与电流变化进行跟踪控制，使方阵经常保持在最大输出工作状态，以获得最大的功率输出。
孤岛效应：
电网失压时，光伏系统仍保持对试压电网中的某一部分线路继续供电的状态。
计划性孤岛效应：
按预先配置的控制策略，有计划的发生孤岛效应。
非计划性孤岛效应：
非计划，不受控的发生孤岛效应。
防孤岛效应：
禁止非计划，不受控的孤岛效应发生。
模拟电网：
用来模拟公共电网的测试装置，其电压和频率可调。
公共连接点：
电力系统中一个以上用户的连接点。
不平衡度：
指电力系统中三相不平衡的程度，用电压或电流的负序分量与正序分量的方均根百分比表示。
正序分量：
将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后，其正序对称系统中的分量。
负序分量：
将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后，其负序对称系统中的分量。
五.测试问题分类原则及判定准则
5.1测试基本原则
以标准（IEC标准和其它国际标准、国家标准、部颁标准）、开发规格书、企业标准、测试规范为依据，以测试数据为准绳，站在用户的角度上对光伏逆变器进行评测，将功能缺陷与故障隐患暴露在测试阶段。
系统指标判据以开发规格书和企业标准为准，当测试项目在开发规格书和企业标准中未明确界定时，以测试规范中系统指标的默认参考指标或相关行业标准为准。
样机测试中，如果因测试问题较严重，已影响系统测试工作的顺利进行，需停止测试，方允许在受测系统上进行修改，项目开发组对问题进行修改并完成自测后，重新提交测试申请，转入下一循环的测试。
其余情况下，测试问题只能在第二套样机上进行修改及自测，并进行记录。
在下一测试阶段，对改正后的测试问题进行系统验证并进行其它项目的测试。
5.2技术指标说明
开发规格书或企业标准规定的指标低于业界相关标准的规定时，需修改开发规格书或企业标准，否则依据业界标准判定开发规格书或企业标准不合格，并提请研发总部重新对开发规格书或企业标准进行评审。
指标界定：
部标为最低标准，当开发规格书优于部标、国标或国际标准时，以开发规格书和企业标准为准。
未做特殊说明的指标，开发规格书、项目任务书及相关标准中界定的指标要求，是产品必须具备的基本指标。
如果规格书或者企标中有特别说明的，则按其规定。
5.3测试问题分类的基本原则和标准
在测试问题中，按照对样品所造成的影响，一般分为几类。
其中的致命问题在本文中称为A类问题，严重问题称为B类问题，一般问题称为C类问题，改进建议称为D类问题。
5.3.1A类问题（致命问题）:
●威胁用户人身或财产安全的所有项目；
●引起产品不能正常工作或性能严重劣化的所有项目；
5.3.2B类问题（严重问题）:
●技术指标未达到产品开发规格书或企业标准要求的项目；
●各种非破坏性极限情形下（如极限瞬态等）可能导致产品损坏的项目；
5.3.3C类问题（一般问题）:
●不影响产品功能与性能之项目，如：
产品外观及标志未合格项目、测试规范没有界定的测量点的局部温升等项目；
●技术指标未达到牵引指标之项目；
5.3.4D类问题（讨论问题）:
●研究性测试未合格项目；
●开发规格书（或企业标准）及测试规范中均未明确界定的项目；
●对于测试项目不合格结果，送测方与测试方存在分歧且无判定参考依据的测试项目；
●测试中发现的问题对于用户影响不能确认的；
5.4质量判定准则
合格判定：
无A、B类不合格项，C类不合格项小于或等于3项，判定系统合格。
不合格判定：
◆A、B类问题，一项不合格，既判定系统不合格；
◆C类问题，三项以上（不含三项）不合格，既判定系统不合格；
D类问题判定：
由研发总部，参照技术、市场、生产、成本等等限制条件确定其对系统合格与否的影响。
对D类问题的判定结果，由研发总部负责，不计入测试的评定指标范围。
六．测试仪器、测试工具、测试环境
6.1测试仪器
序号
仪器仪表
精度及级别
名称
参考型号
1
直流源
2
三相
ACSOURSE
3
功率因数仪
4
声级计
5
数字万用表
6
电流枪
7
数字示波器
8
笔记本计算机
9
台式计算机
10
防孤岛效应装置
20
6.2测试工具
后台测试软件；
监控系统内、外通信协议测试平台。
孤岛效应装置，
6.3测试环境
测试场所海拔不超过1000m；
大气压力86--106KPa；
环境温度为0oC--40oC；
相对湿度20%~90%（相对于环境温度为25oC时）；
环境温度变化率不超过5oC/h，相对湿度变化率不超过5%；
安装地基无剧烈振动和冲击，垂直倾斜度不超过5%；
通风良好；
空气中不含有过量的尘埃，不含酸、碱、腐蚀性及爆炸性微粒和气氛。
在对常规测试进行鉴定测试时，采用如下条件：
模拟电网的谐波电压应不超过5%；
电网电压允许偏差为额定电压的±
7%；
电网频率允许偏差为±
0.5%;
且容量宜大于被测逆变器额定功率的5倍。
被测逆变器的直流输入源应为光伏方阵或者光伏方阵模拟器，若条件允许，最好为光伏方阵，直流输入源应至少能提供被测逆变器最大直流输入功率的1.5倍，且直流输入源的输出电压应与被测逆变器直流输入电压的工作范围相匹配，试验期间输出电压波动应不超过±
5%，逆变器交流输出端三相电压不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%；
如果被测逆变器有指定的直流输入源，但该输入源不能提供试验中规定的逆变器的输出功率，应在输入电源能够提供的范围内进行测试。
6.4测试配置
在进行接线时，直流输入线，交流输出线应注意防止接反，接错。
七．测试项目、测试说明、测试方法、判定标准
7.1系统基本性能测试
7.1.1设备外观
●测试说明：
机架组成：
有防震加固安装孔，接地应用铜质螺母或通过接地铜排连接，其直径≥M8。
机架机壳表面：
面板平整，颜色均匀。
塑料外壳表面应无裂痕、褪色及永久性污渍，无明显变形和划痕。
金属外壳表面涂覆不能露出底层金属，并无起泡、腐蚀、划痕、涂层脱落和沙孔等。
标牌、标志、标记：
系统中相应的标牌、标志、标记（主要是系统各部件名称、指示灯、空气开关、控制按钮、输入支路、输出支路、的标签、丝印等）应平整清晰、齐全。
该测试项目不包含机械结构尺寸、外壳防护的要求。
结构尺寸、外壳防护应分别满足GB/T3047和GB4208的要求。
设备应标有电源额定值标记。
若标记位于设备外表面，在设备正常使用时，应仍能看清标记。
标记的内容如下：
额定电压或额定电压范围（V）
电源符号：
交流：
零线、中线；
直流：
电源正负极；
额定频率或额定频率范围，如：
50Hz或43~65Hz。
额定电流，单位为：
mA或A
制造厂厂名、商标或识别标志，制造厂规定的机型号或型号标志。
●测试方法：
目测。
●判定标准：
符合测试说明，合格；
否则，则判定不合格，属C类问题。
7.1.2逆变器效率
a.该测试项目在硬件电路没有改动的前提下，只做一次，以后不再测试。
b.测试条件：
项目
条件1
条件2
条件3
条件4
输入电压
直流额定值
输出电压
交流额定值
负载大小
25%
50%
75%
100%
测试结果的判定以规格书规定的为准。
如果规格书只规定指标，而没有规定测试条件，则只考虑额定输入电压、额定输出电压、额定满载时的逆变器效率。
c.效率
效率是在电网电压为额定值，直流输出电压为额定值，输出电流为额定值时测量的，负载为纯电阻。
测出的直流输出功率与交流输入有功功率之比为效率。
按下式计算：
效率=直流输出功率/交流输入功率=（Uo*Io）/Pi
其中Uo和Io可以从监控单元上读取，Pi可以从测量仪器上读取。
1.按照图1接线，计算机通过RS232数据线连接防孤岛效应装置。
2.调节输入电压为额定值，输出电压为额定值，负载为满载。
图中的测量仪器为功率分析仪（或者使用防孤岛效应装置）。
3.从功率分析仪中（防孤岛效应装置上位机）读出功率因数、交流输出有功功率Pi；
通过仪器测量系统输入电压Uo，通过仪器测量测量系统输入电流Io。
4．用公式η=（Uo*Io）/Pi计算系统的效率。
5.根据测试说明改变系统的输入输出条件，测试其他条件下的功率因数和效率。
符合测试说明，则合格；
否则，不合格，属B类问题。
●测试仪器：
功率分析仪，万用表，直流源，防孤岛效应装置。
7.1.3功率因数测试
如果规格书只规定指标，而没有规定测试条件，则只考虑额定输入电压、额定输出电压、额定满载时的功率因数。
c.功率因数
功率因数在上述相同条件下用功率表测输入有功功率，用电压表、电流表测量输入表现功率，测出的交流输入有功功率与交流输入表现功率之比为功率因数。
可从测量仪器上直接读出结果。
功率因数的定义：
功率因数=有功功率/表现功率=Pi/（
Ui*Ii）
上式中：
Uo——输出电压稳压上限值（V）
Io——额定输出电流（A）
Pi——整流设备交流输入有功功率（W）
Ui——三相线电压（V）、方均根值
Ii——三相线电流（A）（电磁式电表测量）
2.从功率分析仪（防孤岛效应装置的上位机）中读出功率因数、交流输出有功功率Pi；
3．用公式功率因数=有功功率/表现功率=Pi/（
否则，则判定不合格，属B类问题。
7.1.4并网电流谐波
a.该测试项目属于必测项目。
b.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流，以确保对连接到电网的其他设备不造成不利影响。
逆变器带载（线性负载）运行时，电流谐波总畸变率限制为5%，奇次谐波电流含有率限制见表1，偶次谐波电流含有率限值见表2。
表1
奇次谐波次数
含有率限制（%）
3rd-9th
4.0
11th-15th
2.0
17th-21st
1.5
23th-33th
0.6
35th以上
0.3
表2
2nd-10th
1.0
12th-16th
0.5
18th-22nd
0.375
24th-34th
0.15
36th以上
0.075
注：
由于电网畸变可能会导致更严重的电流畸变，使得谐波测试存在一定问题。
注入谐波电流发应包括任何由未连接光伏系统的电网上的谐波电压畸变引起的谐波电流。
满足上述要求的型式试验逆变器可视为符合条件，不需要进一步的检测。
表3
25%~33%
50%~66%
1.按照图1连接，计算机通过RS232数据线与防孤岛效应装置连接。
2.先将逆变器接入电网，输入额定直流电压，逆变器正常工作后，分别按照表格3的条件加负载，用测量仪器在交流输出端测量，逆变器输出额定电压，从测量仪器上读出逆变器交流输出A，B，C三相电流谐波与畸变率。
示波器，万用表，直流源，防孤岛效应装置。
7.1.5逆变器交流输出电压
b.逆变器交流输出三相380V，逆变器交流输出端输出电压的允许偏差为±
10%；
该指标为最低标准，实际指标要求参考开发规格书，但应优于此范围。
1.按照图1连接，
2.先将逆变器接入电网，输入额定直流电压，逆变器正常工作后，用测量仪器在交流输出端测量，逆变器输出额定电压，从仪器上读出逆变器交流输出电压A，B，C三相电压偏差。
7.1.6逆变器交流输出频率
b.逆变器交流输出三相380V，逆变器交流输出端输出频率的允许偏差为47.5Hz~50.4Hz；
1.按照图1连接，计算机通过RS232数据线连接防孤岛效应装置。
2.先将逆变器接入电网，输入直流额定电压，逆变器正常工作后。
用测量仪器在交流输出端测量，逆变器输出额定电压，从仪器上读出逆变器交流输出A，B，C三相频率偏差。
7.1.7逆变器输出直流分量
b.逆变器交流输出三相380V：
逆变器并网时向电网馈送的直流电量应不超过其输出电流额定值的0.5%或者5mA，取二者中的最大值。
1.按照图1连接，计算机通过RS232数据线连接防孤岛效应装置。
2.先将逆变器接入电网，输入额定电压，逆变器正常工作后。
用测量仪器在交流输出端测量，逆变器输出额定电压，从仪器上读出逆变器向电网馈送的直流电流分量。
7.1.8逆变器输出电压不平衡度
b.逆变器交流输出三相380V，逆变器接入电网的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得超过1.3%短时不超过2.6%。
不平衡度测量仪器应满足标准的测量要求每次测量一般按3s方均根取值对于
离散采样的测量仪器推荐按下式计算
ε=
式中εk在3s内第k次测得的不平衡度
m在3s内均匀间隔取值次数（m〉6）
仪器的电压不平衡度测量的绝对误差不超过0.2%电流不平衡度测量的绝对误差不超
过1%
不平衡度的计算
不平衡度的表达式
=（U2/U1）*100%
式中U1三相电压的正序分量方均根值V
U2三相电压的负序分量方均根值V
如将式（B1）中U1U2换为I1I2则为相应的电流不平衡度1的表达式
1.按照图1连接，计算机通过RS232数据线连接防孤岛效应装置。
2.先将逆变器接入电网，输入额定直流电压，当逆变器正常工作后。
用测量仪器在交流输出端测量，逆变器输出额定电压，从仪器上读出逆变器接入电网的公共连接点的负序电压不平衡度。
7.1.9逆变器噪音测试
b.声音的强度用声压来表示。
因为人耳对声音强弱反应的特性，用对数方法将声压分级，称为声压级。
声压级只反应声音强弱在人的主观意思中所感受到的响度大小，为了全面反映不同声压和频率在人耳中感受到的响度，声学上采用计权声压级来表示。
计权声压级就是用特定的频率计权网络对不同频率的声音进行计权后测量得到的声压级，一般适用于进行环境的噪声等级测量。
当输入电压为额定值时，光伏逆变器满载输出，用声级计测量噪音，测量值不应超过65dB。
1.将光伏逆变器放入消音室或者屏蔽室，输入额定电压，逆变器正常工作后。
将声级计探头正对着设备，在距离设备水平位置1m处。
将声级计放到设备高度的二分之一。
分别测量光伏逆变器满载和半载输出时的噪音。
7.2系统基本性能测试
7.2.1直流电压输入范围
1.该测试项目属于选测项目。
2.系统直流输入电压应满足420Vdc~850Vdc的输出电压范围。
3.测试条件：
25%直流额定值
50%直流额定值
75%直流额定值
100%直流额定值
a.按照图1连接，
b.取光伏逆变器直流输入420Vdc~850Vdc电压，设850Vdc为100%直流额定值，设420Vdc为0%直流额定值，按照测试说明表单调节直流输入电压。
看是否能满载输出。
7.2.2交流输出过欠压保护
a.该测试项目在光伏逆变器硬件没有改动时，只测试一次。
b.当交流输出电压大于过欠压保护整定值时应能自动停止向电网供电，并发出声光告警信号。
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