光伏并网逆变器测试规范.docx

1、光伏并网逆变器测试规范深圳市晶福源电子技术有限公司并网逆变器电性能测试规范（此文档只适用于金太阳标准）拟制： 彭庆飞/丁川 日期： 2012.11.19 审核： 石绍辉 日期： 2012.12.01 复审： 石绍辉 日期： 2012.12.07 批准： 石绍辉 日期： 2012.12.07 文件编号： 20111219 生效日期： 2013.1.1 版本号： VA.1 文件修订记录 会签栏市场部研发部PMC部制造部质量部工程部财务部管理部总经理发放对象 市场部 研发部 PMC部 制造部 质量部 财务部 管理部 总经理 工程部 （需要发放的部门填充颜色）1 目的用以规范大功率光伏并网逆变器测试之

2、测试项目、测试目的、测试方法、判定标准及判定准则等；规范光伏并网逆变器测试任务的接收、测试准备、测试进行、测试结束等测试阶段的条件和过程；规范光伏并网逆变器测试的基本原则、不合格问题分类与质量判定标准；2 适用范围适用于晶福源有限公司所生产的大功率光伏并网逆变器，及其小功率的并网逆变器的功能与性能。3 定义EUT ：被测设备AE ：辅助设备4 引用/参考标准1、技术指标要求:产品规格书2、CNCACTS 0004 2009A 并网光伏发电专用逆变器技术条件3、CNCACTS0006-2010 光伏发电系统用电力转换设备的安全4、IEC62109-1，IEC62109-2 Safety of p

3、ower converters for use in photovoltaic power systems5 测试基本原则及判定准则5.1 测试基本原则以标准（国际标准、国家标准、行业标准）、测试规范、规格书为依据，以测试数据为准，站在用户的角度上对光伏并网逆变器进行评测，将功能缺陷与故障隐患暴露在测试阶段。测试工作不受项目开发组态度与思路及其他干扰测试过程因素的影响，独立按照测试流程进行。5.2 测试问题分类的基本原则和标准参见测试部制定的ST 046测试结果分析作业标准。按产品的质量特性不符合的严重程度划分：A类（严重缺陷）：基本功能、安全功能等失效性故障。B类（重要缺陷）：主要指标或客户

4、比较重视的不达标准。C类（一般缺陷）；一般性指标的不达标准。D类（可接受缺陷）。根据客户或公司现状而能够接受的缺陷。5.4 质量判定准则测试中不允许出现A类不合格情况；测试中B类不合格数不超过1个；测试中C类不合格数不超过3个；否则，测试部终止测试，直接判定该项目测试不合格；6 测试仪器、测试工具、测试环境6.1 测试仪器序号设备名称供应商型号 (Model)1数字万用表FLUKEFLUKE17B2示波器高压隔离探头TEKP52003功率计YOKOGAWAWT2304功率计YOKOGAWAWT30005WT3000功率计，四个输入单元YOKOGAWA760304-04-SV-H6温升采集仪Ag

5、ilent34970A7四通道示波器TEKTDS3034C8电流测试放大器TEKTCPA4009电流隔离探头TEKTCP404XL10可编程直流稳压电源12电网模拟器 三相ACST-L-3302013防孤岛试验检测装置台湾群菱ACLT-3830/innet14钳型电流表FLUKEFluke37615红外成像仪FLIRFLIR E-406.2 测试工具后台测试软件；监控系统内、外通信协议测试平台。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）； 7 测试项目、测试说明、测试方法、判定标准7.

6、1基本性能测试7.1.1 直流输入电压范围和过欠压测试测试说明：逆变器的输入电压范围：必须保证逆变器在该范围内能够正常起机和工作；（范围依照规格书规定）过欠压点：输入电压上升到规格规定的上限或下降到规格规定下限时，逆变器应能发出声光告警。测试方法：简述:规格书规定了逆变器工作的DC输入电压范围（X，Y）, Y为最高的开口电压，X为最低输入工作电压；如果规格书规定了输入电压Z，当电压低于Z，逆变器将无法满功率馈网，即输出功率降额使用（即使PV能够提供大于逆变器的电能），则应测试出相应转换电压点是否符合规格要求；对规格书另有规定的如待机，关机电压点也需要测试符合规格书要求。1.输入电压的上限调节A

7、C SOURCE使逆变器并网的电压和频率正常，缓慢调节DC SOURCE使输出的直流电压慢高于Y，逆变器应从正常工作切换到保护停止输出，记录该转换电压点，此时逆变器直流空开会脱扣，需手动恢复。 2. 满功率馈网的电压调节AC SOURCE使逆变器并网的电压和频率正常，且设定DC SOURCE的输出容量略大于逆变器的额定容量；当DC电压大于Z，逆变器正常并网以后，缓慢调低DC SOURCE的电压，直至逆变器无法满功率馈网供电，记录改电压；再缓慢调高DC SOURCE的电压，直至逆变器恢复满功率馈网供电，记录该电压，计算回差。3. 逆变器工作电压下限和回差调节AC SOURCE使逆变器并网的电压和

8、频率正常，且设定DC SOURCE的输出容量略大于逆变器的额定容量，逆变器正常并网以后，缓慢调低DC SOURCE的电压，直至母线电压异常，无法正常逆变工作，记录该电压A；再调高DC SOURCE的电压，直至母线电压正常建立，逆变器馈网可以正常工作，记录该电压B；记录该回差，并且在电压A和B之间，不能出现逆变器的频繁启动和关闭的情况判断标准：Pass: 逆变器直流输入电压上限、下限和回差，逆变器满功率馈网的电压符合规格书及行标.Fail: 逆变器直流输入电压上限、下限和回差，逆变器满功率馈网的电压不符合规格书及行标.测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中.7.1.2 电网电

9、压响应测试测试说明：逆变器正常运行时，光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合GB/T 12325的规定，即正常使用的电网电压允许偏差为：20KV及以下三相电压的允许偏差为额定电压的10%，220V单相电压的允许偏差为额定电压的+10%，-15%；CQC对并网逆变器的电网电压响应要求如下表：电网电压响应逆变器交流输出端电压最大跳闸保护时间Spec0.1s2.0s恢复时间V50% V标称0.1s50% V标称V85%V标称2.0s85% V标称V110%V标称持续工作110% V标称V135%V标称2.0s135%V 标称V0.05s最大跳闸时间是指异常状态发生到逆变器停止向电网供电的时间。主控

10、与监测电路应切实保持与电网的连接，从而继续监视电网的状态，使得“恢复并网”功能有效。测试方法：1、设定AC Source或电网模拟器的电压为电网额定标称电压，逆变器正常并网运行；2、设定AC Source或电网模拟器的电压直接从标称电压跳变到标称电压的50%，逆变器应能保护，用示波器记录保护点的波形，读出保护时间，和保护点电压。3、设定AC Source或电网模拟器的电压直接从标称电压跳变到标称电压的【50% 85%】电压点，逆变器应能保护，用示波器记录保护点的波形，读出保护时间，和保护点电压。4、将AC Source或电网模拟器的电压由标称电压直接跳变至标称电压的【85% 110%】电压点，

11、逆变器应能正常工作。5、将AC Source或电网模拟器的电压由标称电压直接跳变至标称电压的【110% 135%】电压点，逆变器应跳闸保护，用示波器记录保护时的波形，读出保护时间，和保护点电压。判定标准： Pass: 逆变器电网电压响应符合规格书及行标.Fail: 逆变器电网电压响应不符合规格书及行标.测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中7.1.3 电网频率响应测试测试说明：测试逆变器是否在规定的频率范围内（电压正常的情况下）逆变器可以正常工作；在规定的频率范围段，逆变器正常运行规定的时间后，停止并网供电；在规定的频率范围外则认为电网频率异常，并网逆变器停止工作。其频率响

12、应时间必须满足下表要求。 频率范围最大跳闸保护时间电网频率 48Hz逆变器 0.2秒内停止运行48 Hz 电网频率 49.5 Hz逆变器运行 10 分钟后停止运行49.5Hz 电网频率 50. 2Hz正常运行50. 2Hz 电网频率 /=50.5 Hz逆变器 0.2秒内停止向电网供电，此时处于停运状态的逆变器不得并网测试方法：1、设定AC Source或电网模拟器的频率为电网额定频率，逆变器正常并网运行；2、设定AC Source或电网模拟器的频率直接从额定频率跳变到 48Hz的频率点，逆变器应能保护，用示波器记录保护点的波形，读出保护时间，和保护点频率。3、设定AC Source或电网模拟器

13、的频率直接从额定频率跳变到48 Hz F 49.5 Hz的频率点，逆变器应能工作十分钟后保护，用示波器记录保护点的波形，读出保护时间，和保护点频率。4、将AC Source或电网模拟器的频率由额定频率直接跳变至49.5 Hz F 50.2Hz的频率点，逆变器应能正常工作。5、将AC Source或电网模拟器的频率由额定频率直接跳变至50.2Hz的频率点，逆变器应跳闸保护，用示波器记录保护时的波形，读出保护时间，和保护点频率。判定标准：Pass: 逆变器电网频率响应符合规格书及行标要求.Fail: 逆变器电网频率响应不符合规格书及行标.测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中7

14、.1.4 并网电流直流分量测试说明：测试逆变器在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5mA，应取二者中较大值。测试方法：1.逆变器输出电流完全馈网，测量输出电流的直流分量；三相输出时， 每一项的直流分量均应符合要求。判定标准：Pass: 逆变器在并网运行时向电网馈送的直流电流分量不超过其输出电流额定值的0.5%或5mA(取二者中较大值)。.Fail: 逆变器在并网运行时向电网馈送的直流电流分量超过其输出电流额定值的0.5%或5mA(取二者中较大值)。测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中。7.1.5 并网电压的不平衡度测试测试说明：测试逆变

15、器接入电网的公共连接点的三相电压不平衡度是否超过规定的限值测试方法：简述：逆变器接入电网的公共连接点的三相电压不平衡度不超过GB/T 15543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%；单相逆变器无需测试此项目；1.根据标准（负序电压不平衡度应不超过2%，短时不得超过4%），选用AC SOURCE；2.逆变器输出电流完全馈网，测量输出电压有效值；3.根据标准计算不平衡度；判定标准：Pass: 逆变器接入电网的公共连接点的三相电压不平衡度不超过GB/T 15543规定的限值，公共连接点的负序电压不平衡度

16、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%；Fail: 逆变器接入电网的公共连接点的三相电压不平衡度超过GB/T 15543规定的限值。测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中。7.1.6 功率因数测试测试说明：测试逆变器的功率因数是否满足规格书及行标要求。测试方法：简述：当逆变器输出有功功率大于其额定功率的50%，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）。功率因数（PF）的计算公式为：式中：EREAL有功功率；EREACTIVE无功功率。注1：在供电机构许

17、可下，特殊设计以提供无功功率补偿的逆变器可超出此限值工作；注2：用于并网运行而设计的大多数逆变器功率因数接近1。1.根据标准（公用电网谐波电压应不超过GB/T 14549 中第4 章规定的限值），选用AC SOURCE，或直接并网； 2.调节DC SOURCE的输出功率，或直接控制并网逆变器的输出功率，使并网逆变器输出功率在20%、30%、 40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%。 3. 逆变器输出电流完全馈网，测量输出功率因数；判定标准：Pass: 逆变器的功率因数满足规格书及行规要求。Fail: 逆变器的功率因数不满足规格书及行规要求。测试中任何失效的发生都应该以文档的形

18、式记录在问题追踪程序中。7.1.7 效率测试测试说明：测试逆变器的效率是否满足规格书及行规要求,是变换器的主要且重要指标之一，CQC规定无变压器型逆变器最大转换效率不低于96%，含变压器型逆变器最大转换效率不低于94%测试方法：1.设置DC SOURCE电压和电流范围,使DC SOURCE输出功率足够大2.设置DC SOURCE的输出电压为测试所需的逆变器的输入电压3.设置模拟电网电压,开启逆变器, 并网成功后，配置输出负载运行直至热平衡4.计算逆变器的效率，欧洲效率 EU = (0.03 5%) + (0.06 10%) + (0.13 20%) + (0.1 30%) + (0.48 50

19、%) + (0.2 100%)5.描绘效率曲线图判定标准：Pass: 逆逆变器的效率是否满足规格书及行规要求；Fail: 逆变器的效率不满足规格书及行规要求。测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中。7.1.8 最大功率点跟踪（MPPT）测试测试说明：测试逆变器的MPPT的效率和MPPT的跟踪时间是否满足规格书及行标要求测试方法：简述：最大功率点跟踪 maximum power point tracking (MPPT) 对跟随太阳能电池表面温度变化和太阳辐照度变化而产生出的输出电压与电流的变化进行跟踪控制，使方阵经常保持在最大输出的工作状态，以获得最大的功率输出；以下为光伏

20、特性的介绍：1.选用能够精确模拟光伏特性的DC SOURCE；2.根据规格书规定设定DC SOURCE的最大输出功率，正常并网（分别用AC SOURCE和电网）工作以后，记录DC SOURCE的设定的最大功率、输出功率、输出电压、输出电流，光伏逆变器的输出功率；比较DC SOURCE的设定的最大功率和输出功率的差；计算出MPPT的效率，且记录MPPT的跟踪时间；3.接第二步，模拟电池温度变化，记录DC SOURCE的设定的最大功率、输出功率、输出电压、输出电流，光伏逆变器的输出功率；比较DC SOURCE的设定的最大功率和输出功率的差；4.接第二步，模拟光照强度变化，记录DC SOURCE的设

21、定的最大功率、输出功率、输出电压、输出电流，光伏逆变器的输出功率；比较DC SOURCE的设定的最大功率和输出功率的差；5.接第二步，同时模拟光照强度变化和电池温度变化，记录DC SOURCE的设定的最大功率、输出功率、输出电压、输出电流，光伏逆变器的输出功率；比较DC SOURCE的设定的最大功率和输出功率的差；6. 多次重复上述工作判定标准：Pass: 逆变器的MPPT的效率和MPPT的跟踪时间满足规格书及行标要求 Fail: 逆变器的MPPT的效率和MPPT的跟踪时间不满足规格书及行标要求。测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中。7.1.9 并网电流谐波测试测试说明：

22、测试逆变器的电流谐波是否满足规格书及行规要求测试方法：简述：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值为5%，奇次谐波电流含有率限值见表1，偶次谐波电流含有率限值见表2。表1 奇次谐波电流含有率限值奇次谐波次数含有率限值（%）3rd-9th4.011th-15th2.017th-21st1.523rd-33rd0.635th以上0.3表2 偶次谐波电流含有率限值偶次谐波次数含有率限值（%）2nd-10th1.012th-16th0.518th-22nd0.37524th-3

23、4th0.1536th以上0.075 1.根据标准（公用电网谐波电压应不超过GB/T 14549 中第4 章规定的限值），选用ACSOURCE； 2. 调节DC SOURCE的输出功率，或直接控制逆变器的输出功率，使并网逆变器输出功率在30%、 50%、70%、100%。3. 逆变器输出电流完全馈网，测量输出电流谐波；判定标准：Pass: 逆变器的输出电流谐波满足规格书及行规要求Fail: 逆变器的输出电流谐波不满足规格书及行规要求。测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中。7.1.10 噪声测试测试说明：测试逆变器的噪声是否满足规格书及行规要求测试方法：简述：使用声级计测量

24、逆变器正常工作时的噪声。测试依据参照EN500913中5.3的要求，测试方法参见ISO7779的说明。 1.音频噪声的测量：被测逆变器产品直接放置在吸声系数符合要求的地反射面上，并尽量排除因安装不当而产生附加噪声，使被测逆变器主要表面尽量不与其它反射面平行，逆变器负载不应构成反射或产生附加噪声在逆变器的正前方，声级计固定在样机前面板前方1米或2米处进行测量（以自前盖板距离为准，如果产品规格书中规定了噪声的测试距离，则按规格书规定测试距离测试），逆变器高度的1/2处安放声级计。声级计用支架固定，不要手持。应注意支架或测试人员对噪声反射的影响。 声级计设置为： A计权，慢速扫描。 2.噪声频谱的测

25、量： 在声源工作的典型周期上观察时间平均声压级，在测试的频率范围内，在每个传声器位置上读取时间平均声压级：被测量声源工作期间，各频带声压级。对中心频率160Hz及以下的频带，观察周期应至少30S，对中心频率200Hz及以上的频带，观察周期应至少10S。测试下面表格频带声压级。测试频带的中心频率（HZ）202531.540506380100125160200250315400500630800100012501600200025003150400050006300800010000125001600020000根据等响曲线，人耳对800HZ-6.3KHZ频带的噪声尤为敏感，因此要特别关注分析该频

26、段的噪声频谱。判定标准：Pass: 逆变器的噪声满足规格书及行规要求 Fail: 逆变器的噪声不满足规格书及行规要求。测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中。7.1.11 检测和显示精度测试测试说明：测试逆变器的监控面板的显示数据和告警信息是否符合设计要求和技术规格书要求；测试前需要对所有检测值进行校正。测试方法：在整个测试过程中关注“记录内容”中要求的项目（但不仅限于），并作相应的数据记录。 记录内容：1、面板提示信息和告警是否合理；2、所有检测数据是否符合检测精度要求；判定标准：Pass: 逆变器的监控面板的显示数据符合设计要求和技术规格书要求Fail: 逆变器的监控面

27、板的显示数据不符合设计要求和技术规格书要求。测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中。7.1.12 母线软启动及浪涌电流测试测试说明：测试逆变器的母线软启动逻辑是否符合设计要求，浪涌电流是否满足规格要求，系统逻辑和告警是否正确测试方法：简述：太阳能逆变器，第一次上电，通过网侧电压二极管整流，建立母线电压，然后直流输入，母线电压完全建立。 第一次上电以后，母线软启动无需再重复上述步骤，逆变器随每天的日出日落，可以自动建立母线，无需要人工干预。 1. 电网分别设定在额定电压/频率、低压/低频、低压/高频、高压/高频、高压/低频等， 用示波器观察输出电压、输出电流、母线电压的波形，

28、关注母线电压和网侧电流的变化情况，同时测试浪涌电流值及其持续时间。 2. 母线初步稳定，按照提示闭合直流输入，母线可以自动软启动，然后并网工作；选择母线电压最低（网侧电压最小），直流输入电压最高（规格书规定的开口电压），测量输入浪涌电流值及其持续时间，该电流不允许损坏器件。 3. 正常并网工作以后，直接用整流器上位机软件开关机模拟日出日落，用示波器观察输出电压、输出电流、母线电压的波形，关注母线电压和网侧电流的变化情况，同时测试浪涌电流值及其持续时间。判定标准：Pass: 逆变器的母线软启动逻辑符合设计要求,浪涌电流满足规格要求,系统逻辑和告警正确。Fail: 逆变器的母线软启动逻辑不符合设计要求,浪涌电流不满足规格要求,系统逻辑和告警不正确。测试中任何失效的发生都应该以文档的形式记录在问题追踪程序中。7.1.13 自动开关机测试测试说明：测试逆变器是否能根据日出和日落的日照条