對于光伏發(fā)電系統(tǒng)來說光伏逆變器效率是一個(gè)極其重要的參數(shù),同樣,光伏逆變器效率測試也是逆變器性能測試中一個(gè)重要檢測項(xiàng)目。光伏逆變器效率包括最大功率點(diǎn)跟蹤效率、轉(zhuǎn)換效率,本文根據(jù)國標(biāo)要求對光伏逆變器效率測試中轉(zhuǎn)換效率測試、最大功率點(diǎn)跟蹤效率測試內(nèi)容及測試平臺進(jìn)行詳細(xì)介紹。
一光伏逆變器逆變效率要求
根據(jù)NB/T 32004光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范要求不帶隔離變壓器型逆變器的轉(zhuǎn)換效率最大值應(yīng)不低于96%,帶隔離變壓器型逆變器的轉(zhuǎn)換效率最大值應(yīng)不低于94%。
注:
最大功率點(diǎn)跟蹤效率:根據(jù)不同輻照強(qiáng)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(zhuǎn)換效率:有效的將可利用的直流功率PDC轉(zhuǎn)換成交流功率PAC。
01轉(zhuǎn)換效率
轉(zhuǎn)換效率是指在規(guī)定的測試周期TM內(nèi),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(jì)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(shí)值;
PDC(t)逆變器在直流端口輸入功率的瞬時(shí)值。
02光伏逆變器最大功率點(diǎn)跟蹤效率
最大功率點(diǎn)跟蹤效率效率反映了逆變器的最大功率點(diǎn)在PV功率特性曲線上的設(shè)置精度。最大功率點(diǎn)跟蹤效率分為靜態(tài)效率和動態(tài)效率。兩個(gè)效率均是通過對逆變器輸入端的電壓和電流瞬時(shí)值采樣來測定。
1. 靜態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤效率
靜態(tài)最大功率點(diǎn)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(xù)兩個(gè)采樣值之間的周期。
靜態(tài)MPPT 效率反映的是在給定靜態(tài)PV 組件的特性曲線上,逆變器調(diào)節(jié)跟蹤最大功率點(diǎn)的精度。
注:UDC,i和IDC,i必須是同一時(shí)間的采樣值。
2. 動態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤效率
靜態(tài)MPPT 效率沒有考慮輻照強(qiáng)度變化及逆變器在不同運(yùn)行工作點(diǎn)間的過渡轉(zhuǎn)換等因素,動態(tài)MPPT效率則可用來評估逆變器暫態(tài)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(zhuǎn)換效率測試
靜態(tài)轉(zhuǎn)換效率的檢測按照下表1所示規(guī)范操作,并且轉(zhuǎn)換效率的測量與靜態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤效率的測量同時(shí)進(jìn)行。
表1:靜態(tài)轉(zhuǎn)換效率測試規(guī)范
光伏方陣模擬器最大功率點(diǎn)電壓 | I/U特性稱 | 光伏方陣模擬器最大功率點(diǎn)功率與額定直流功率之比PMPP,PVS/PDC,N(c) | |||||||
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(yīng)選取較低的值,保證被測逆變器在最大功率點(diǎn)跟蹤模式運(yùn)行時(shí)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(diǎn)可不測量。 c:N標(biāo)示額定,PDC,N即額定直流功率。 |
根據(jù)上述規(guī)定測試條件調(diào)節(jié)光伏方陣模擬器的輸出特性,待被測逆變器輸出穩(wěn)定后,開始測量下列數(shù)據(jù),記錄時(shí)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(wěn)定,等待不小于5min后,可采用動態(tài)MPPT效率計(jì)算公式計(jì)算轉(zhuǎn)換效率并填入檢測報(bào)告。或者,采用下式以及表2中的參數(shù)評估效率:
η=a1η1+ a2η2+ a3η3+ a4η4+ a5η5+ a6η6
式中:
a1、a2、a3、a4、a5、a6——加權(quán)因子;
η1、η2、η3、η4、η5、η6——各功率下的測量所得靜態(tài)最大效率點(diǎn)跟蹤效率或轉(zhuǎn)換效率。
表2:加權(quán)因子和各功率等級
加權(quán)因子 | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 |
0.03 | 0.06 | 0.13 | 0.1 | 0.48 | 0.2 | |
PMPP,PVS/PDC,N | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
0.05 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | 1 |
三動態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤效率測試
動態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)效率的測試必須按照下列程序進(jìn)行。歸一化輻照強(qiáng)度是輻照強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)測試條件(STC)下輻照強(qiáng)度的百分比,歸一化輻照強(qiáng)度100%標(biāo)示輻照強(qiáng)度是25℃時(shí)1000W/㎡的輻照條件。低輻照強(qiáng)度與中等輻照強(qiáng)度之間變動時(shí)的測試程序如圖1所示,中等輻照強(qiáng)度和強(qiáng)輻照強(qiáng)度之間變動時(shí)的測試程序如圖2所示。
01低輻照強(qiáng)度與中等輻照強(qiáng)度測試
圖示1:低輻照強(qiáng)度和中等輻照強(qiáng)度之間變動時(shí)的測試程序
注:n次循環(huán),每個(gè)循環(huán)包括上升時(shí)間t1,在高值上的駐留時(shí)間t2,下降時(shí)間t3和最后在低值上的主流時(shí)間t4
10%~50%動態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤試驗(yàn)
02中等輻照強(qiáng)度和強(qiáng)輻照強(qiáng)度測試
圖示2:中等輻照強(qiáng)度和強(qiáng)輻照強(qiáng)度之間變動時(shí)的測試程序
注:n次循環(huán),每個(gè)循環(huán)包括上升時(shí)間t1,在高值上的駐留時(shí)間t2,下降時(shí)間t3和最后在低值上的主流時(shí)間t4
30%~100%動態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤試驗(yàn)
四光伏逆變器效率測試平臺
圖示3:逆變器效率測試平臺
如上圖光伏逆變器效率測試平臺所示,主要由太陽能光伏模擬電源、電網(wǎng)模擬電源、WP4000變頻功率分析儀構(gòu)成。
利用光伏模擬電源控制輸入直流信號,模擬太陽能電池輸出的電壓電流,完成標(biāo)準(zhǔn)要求各測點(diǎn)參數(shù)測量,測試數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)送往上位機(jī)軟件,上位機(jī)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,完成試驗(yàn)報(bào)表輸出。
【原文:http://m.myyfit.com/NewsDetail-1853.aspx,轉(zhuǎn)載務(wù)必帶鏈接注明出處,未注明必追究責(zé)任!】
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