中國典型太陽能資源區(qū)光伏并網(wǎng)逆變器加權(quán)效率測(cè)試與評(píng)價(jià)技術(shù)條件

1、 關(guān)于中國典型太陽能資源區(qū)光伏并網(wǎng)逆變器加權(quán)效率測(cè)試與評(píng)估技術(shù)條件編制說明（一）制定認(rèn)證技術(shù)規(guī)范的必要性近幾年，我國光伏行業(yè)發(fā)展迅速，國內(nèi)光伏市場(chǎng)裝機(jī)量不斷增加，“兩頭”在外的局面得到改善，截至2012年底，我國光伏電站累計(jì)裝機(jī)量達(dá)7GW,世界排名第三。光伏并網(wǎng)逆變器作為并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，雖然我國企業(yè)起步較晚，但研發(fā)制造水平提升較快，涌現(xiàn)出以陽光電源為代表的一批優(yōu)秀企業(yè)。光伏并網(wǎng)逆變器的發(fā)電效率將直接影響光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)整體發(fā)電量，歐美等發(fā)達(dá)國家也因此發(fā)布實(shí)施相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)，分別推出歐洲效率和加州效率，即通過不同輸出功率條件下逆變器的發(fā)電效率配以不同加權(quán)系數(shù)來模擬真實(shí)使用環(huán)境，綜合

2、評(píng)價(jià)光伏逆變器發(fā)電效率。由于我國太陽能資源條件與歐美相差較大，歐洲效率或加州效率不能適用于我國使用要求，但是由于我國在這方面的研究尚屬空白，只能采用最大轉(zhuǎn)換效率“片面”地評(píng)價(jià)逆變器的發(fā)電效率。因此，盡快研究推出適用于我國使用要求的逆變器加權(quán)效率，將有助于進(jìn)一步提升我國逆變器產(chǎn)品技術(shù)水平，規(guī)范光伏市場(chǎng)秩序，提高我國光伏行業(yè)在國際上的話語權(quán)。2012年初，由北京鑒衡認(rèn)證中心牽頭，北京交通大學(xué)新能源研究所、中國科學(xué)研究院電工所、中國電子科技集團(tuán)第十八研究所、許昌開普電器檢測(cè)研究院，以及華為技術(shù)有限公司、無錫上能新能源有限公司、陽光電源股份有限公司共同參與，歷經(jīng)一年半的時(shí)間完成科研項(xiàng)目攻關(guān)，形成該認(rèn)證

3、技術(shù)規(guī)范。（二）與相關(guān)法律法規(guī)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)符合我國相關(guān)法律、法規(guī)，與有關(guān)現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)不抵觸、不矛盾。（三）與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系，以及存在的差異及理由目前我國逆變器測(cè)試認(rèn)證主要依據(jù)CNCA/CTS004-2009A并網(wǎng)光伏逆變器技術(shù)條件，另外，能源行業(yè)發(fā)布了NB/T32004-2013光伏發(fā)電專用逆變器技術(shù)規(guī)范（8月實(shí)施），以上標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范只是規(guī)定最大轉(zhuǎn)換效率，并未規(guī)定適用中國地區(qū)的加權(quán)效率。（四）參與制訂認(rèn)證技術(shù)規(guī)范的主要單位情況北京鑒衡認(rèn)證中心是經(jīng)國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)批準(zhǔn)，由中國計(jì)量科學(xué)研究院組建，專業(yè)從事風(fēng)能、太陽能等新能源和可再生能源產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)研究和產(chǎn)品認(rèn)證的第三方認(rèn)證機(jī)

4、構(gòu)。鑒衡認(rèn)證中心是我國唯一具有“金太陽”認(rèn)證品牌的認(rèn)證機(jī)構(gòu)，認(rèn)證范圍覆蓋太陽能熱利用產(chǎn)品和太陽能光伏產(chǎn)品。北京交通大學(xué)新能源研究所隸屬于北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，成立于2006年1月，是一所專門從事與新能源開發(fā)、利用和推廣有關(guān)的科研、教育工作的研究機(jī)構(gòu)。在風(fēng)能、太陽能等新能源開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，和國內(nèi)多家企業(yè)都建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系。中國科學(xué)院電工研究所是以高技術(shù)研究發(fā)展為主的電工專業(yè)科研基地型研究所，是以發(fā)展電工電能新技術(shù)為學(xué)科方向的國家科研機(jī)構(gòu)，在全國電工科技布局中具有獨(dú)特的地位。近年來，電工研究所在先進(jìn)能源電力技術(shù)、現(xiàn)代電氣驅(qū)動(dòng)技術(shù)等領(lǐng)域開展了大量前沿基礎(chǔ)性研究，發(fā)展了多項(xiàng)促進(jìn)

5、相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的戰(zhàn)略性高技術(shù)。中國電子科技集團(tuán)第十八研究所是長(zhǎng)期從事物理與化學(xué)電源技術(shù)開發(fā)和研制生產(chǎn)的綜合性研究所,全所共有來自47個(gè)專業(yè)的800余名科技人員，擁有一批國內(nèi)外知名的電源技術(shù)專家。自從1958年建所以來，十八所先后開展了太陽電池、鋰電池、鋅銀電池、氫鎳電池、燃料電池、鉛酸蓄電池、溫差發(fā)電器和溫差制冷組件等項(xiàng)目的研究。許昌開普電器檢測(cè)研究院是具有獨(dú)立法人地位,先后授予國家繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、國家智能微電網(wǎng)控制設(shè)備及系統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心兩項(xiàng)重要資質(zhì)，是我國最早開展并網(wǎng)逆變器測(cè)試研究的檢測(cè)機(jī)構(gòu)之一，測(cè)試能力得到國內(nèi)外高度認(rèn)可。華為技術(shù)有限公司創(chuàng)建于1987年，華為能

6、源根植與華為公司強(qiáng)大的產(chǎn)品技術(shù)平臺(tái)，在20多年通信電源研發(fā)經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)積累，采用領(lǐng)先的IPD集成產(chǎn)品開發(fā)流程，全球擁有9個(gè)研發(fā)中心和350個(gè)能源專利技術(shù)。華為逆變器研發(fā)團(tuán)隊(duì)多大300余人。無錫上能新能源有限公司是一家專業(yè)從事太陽能逆變器、風(fēng)能逆變器、儲(chǔ)能逆變器、變頻器以及應(yīng)急電源的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的新能源高科技企業(yè)。公司擁有自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn)基地及測(cè)試中心，擁有大批在電力電力領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)專家，是國內(nèi)光伏逆變器領(lǐng)域少數(shù)用于完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高新科技企業(yè)之一。涵蓋的產(chǎn)品大型并網(wǎng)逆變器、商用屋頂及建筑并網(wǎng)逆變器、離網(wǎng)型逆變器、儲(chǔ)能電站用變流器以及太陽能逆變器相關(guān)配套產(chǎn)品等。陽光電源股份有限公司

7、自1997年成立以來一直專注于太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電電源的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的國家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。主要產(chǎn)品有光伏逆變器、風(fēng)能變流器、分布式發(fā)電電源等，并提供新能源發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)和運(yùn)營管理等服務(wù)，是亞洲最大光伏逆變器制造商，先后承擔(dān)了10余項(xiàng)國家重大科技計(jì)劃項(xiàng)目，主持參與起草了多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，是行業(yè)內(nèi)為數(shù)極少的掌握多項(xiàng)目自主核心技術(shù)的企業(yè)之一。（五）制定原則、確定主要內(nèi)容的依據(jù)和驗(yàn)證情況技術(shù)規(guī)范的制定完全依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的基本原理，即統(tǒng)一原理、簡(jiǎn)化原理、協(xié)調(diào)原理和最優(yōu)化原理。本技術(shù)規(guī)范建立在對(duì)已有數(shù)據(jù)模型進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，分析過程如下：1）歐洲效率權(quán)重系數(shù)選取德國慕尼黑

8、地區(qū)一年的日照強(qiáng)度數(shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng)歐洲效率的分檔區(qū)間，統(tǒng)計(jì)其不同區(qū)間的年累計(jì)發(fā)電量，在此基礎(chǔ)上計(jì)算出每段功率分檔水平上的年總發(fā)電量的權(quán)重占比。此權(quán)重與實(shí)際歐洲效率中所給出的各功率點(diǎn)權(quán)重進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如表1所示：表1：慕尼黑地區(qū)光照資源分布與歐洲效率權(quán)重負(fù)載點(diǎn)范圍時(shí)間（小時(shí)）平均輻照強(qiáng)度（W/m2）累計(jì)能量（Wh/m2）能量占比取整權(quán)重歐洲效率權(quán)重偏差5%0.1%7.5%95437.01353080.03080.030.03010%7.51%718110.14790810.06910.070.06+0.0114.99% 20%15%24.99%747197.111472410.12860.130.

9、1330%25%34.99%556298.51659660.14490.140.1+0.0450%35%64.99%1084481.175215880.45550.460.48-0.02100%65%268730.61958010.1710.170.2-0.03總計(jì)4327309.111449850.1范圍選取原則：在確定功率點(diǎn)之后選取功率范圍時(shí)，盡量選取中間值作為統(tǒng)計(jì)區(qū)間切換點(diǎn)，同時(shí)保證每個(gè)統(tǒng)計(jì)區(qū)間的平均光照強(qiáng)度接近功率分檔點(diǎn)。比如針對(duì)50%點(diǎn)，選取上下切換點(diǎn)分別為35%與65%，以保證50%統(tǒng)計(jì)區(qū)間的平均光照接近于500W/m2。2）CEC效率選取美國洛杉磯地區(qū)與達(dá)拉斯地區(qū)一年的輻照強(qiáng)度，

10、按照上述范圍選取的原則對(duì)應(yīng)CEC效率的分檔區(qū)間，統(tǒng)計(jì)不同區(qū)間的年累計(jì)發(fā)電量，在此基礎(chǔ)上計(jì)算出每段功率分檔水平上的年總大電量的權(quán)重占比，結(jié)果如表2所示：表2美國洛杉磯、達(dá)拉斯地區(qū)光照資源分布與CEC效率權(quán)重負(fù)載點(diǎn)負(fù)載范圍達(dá)拉斯權(quán)重洛杉磯權(quán)重平均值取整CEC權(quán)重偏差光照能量（KWh/年*皿2）18541924188910%0.01%15%0.030.030.030.030.04-0.0120%15.01%25%0.060.050.0550.050.05030%25.01%40%0.130.120.1250.130.12-0.0150%40.01%57%0.220.220.220.220.21-0.

11、0175%57.01%92.5%0.500.520.5100.510.530.02100%92.5%0.060.060.0600.060.05-0.01總00本技術(shù)規(guī)范中的資源區(qū)劃分依據(jù)發(fā)改委在上網(wǎng)電價(jià)政策中，根據(jù)各地太陽能資源狀況和工程建設(shè)條件，將我國分為四類太陽能資源區(qū)。在此四類資源區(qū)劃分的基礎(chǔ)上，我們?cè)诿恳活惖貐^(qū)中選取代表性區(qū)域分析不同功率區(qū)間的年累計(jì)發(fā)電量，按照歐洲效率以及CEC效率取點(diǎn)的原則，在此基礎(chǔ)上選取相對(duì)穩(wěn)定且能覆蓋全功率范圍的統(tǒng)計(jì)區(qū)間，并計(jì)算出每段功率分檔上的年發(fā)電量的權(quán)重占比。I類資源區(qū)：青海海西、海北、果洛、玉樹；II類資源區(qū)：新疆、寧夏、內(nèi)蒙古

12、、青海西寧、海東、海南、黃南、甘肅嘉峪關(guān)、武威、張掖、酒泉、敦煌、金昌、四川阿壩、甘孜、云南麗江、迪慶； Ill類資源區(qū)：北京、天津、黑龍江、吉林、遼寧、河北承德、張家口、唐山、秦皇島、山西大同、朔州、忻州、陜西榆林、延安、云南省除二類地區(qū)外的其他地區(qū)，甘肅省除二類地區(qū)外的其他地區(qū)；W類資源區(qū)：除前面的I、II、III類地區(qū)外的其他地區(qū)。表3I類太陽能資源區(qū)功率權(quán)重系數(shù)負(fù)載點(diǎn)負(fù)載加權(quán)范圍I類平均值取值格爾木地區(qū)拉薩地區(qū)光照能量（kWh/年*皿2）1835.52018.71927.055%0.1%7.5%0.0080.0080.0080.0110%7.51%15%0.0260.0210.0240

13、.0220%15.01%25%0.0490.0390.0440.0430%25.01%40%0.1300.1050.1180.1250%40.01%62%0.3540.2530.3040.3075%62.01%87.5%0.3900.4680.4290.43100%87.51%100%0.0430.1060.0750.08總計(jì)1111表4II類太陽能資源區(qū)功率權(quán)重系數(shù)負(fù)載點(diǎn)負(fù)載加權(quán)范圍II類平均值取值嘉峪關(guān)地區(qū)敦煌地區(qū)光照能量（kWh/年*皿2）1663.51707.41685.455%0.1%7.5%0.0120.0110.0120.0110%7.51%15%0.0300.0290.0300

14、.0320%15.01%25%0.0650.0650.0650.0730%25.01%40%0.1650.1620.1640.1650%40.01%62%0.3690.3360.3530.3575%62.01%87.5%0.3220.3590.3410.34100%87.51%100%0.0370.0400.0390.04總計(jì)1111表5III類太陽能資源區(qū)功率權(quán)重系數(shù)負(fù)載點(diǎn)負(fù)載加權(quán)范圍III類平均值取值昆明地區(qū)北京地區(qū)光照能量（kWh/年*皿2）1457.61342.91400.255%0.1%7.5%0.0170.0220.0200.0210%7.51%15%0.0450.0490.047

15、0.0520%15.01%25%0.0800.1020.0910.0930%25.01%40%0.1870.2100.1990.2050%40.01%62%0.3390.3390.3390.3475%62.01%87.5%0.3070.2650.2860.28100%87.51%100%0.0240.0130.0190.02總計(jì)1111表6IV類太陽能資源區(qū)功率權(quán)重系數(shù)負(fù)載點(diǎn)負(fù)載加權(quán)范圍IV類平均值取值上海地區(qū)廣州地區(qū)光照能量（kWh/年*皿2）12431108.51175.755%0.1%7.5%0.0270.0390.0330.0310%7.51%15%0.0580.0710.0650.0

16、620%15.01%25%0.1150.1290.1220.1230%25.01%40%0.2140.2240.2190.2250%40.01%62%0.3380.3150.3270.3375%62.01%87.5%0.2210.2120.2170.22100%87.51%100%0.0260.0110.0190.02總計(jì)1111本技術(shù)規(guī)范的制定主要包含：適用范圍、參考文件、術(shù)語定義、MPPT測(cè)試條件及數(shù)據(jù)評(píng)估方法、效率加權(quán)系數(shù)以及光伏模擬器的要求及驗(yàn)證方案。1）適用范圍：本技術(shù)規(guī)范適用于并網(wǎng)光伏逆變器的效率測(cè)試。2）本技術(shù)規(guī)范中的內(nèi)容在已有中國地區(qū)代表性輻照度以及實(shí)際運(yùn)行電站數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證的基

17、礎(chǔ)上，總結(jié)出適于中國地區(qū)所用的加權(quán)效率評(píng)估方法。其中靜態(tài)MPPT效率以及動(dòng)態(tài)MPPT測(cè)試效率的方法主要參考了EN50530:2010的相關(guān)要求，權(quán)重方面主要參考現(xiàn)有效率加權(quán)因子模型并對(duì)其相關(guān)文獻(xiàn)及數(shù)據(jù)建立模型進(jìn)行分析，對(duì)每一功率段的累計(jì)發(fā)電量做出計(jì)算，給出了總效率評(píng)估的權(quán)重系數(shù)。對(duì)光伏模擬器校準(zhǔn)及評(píng)估的方法主要參考EN50530：2010中對(duì)源的指標(biāo)要求以及實(shí)際測(cè)試中對(duì)源輸出性能的要求。3）另外考慮到實(shí)際中逆變器的運(yùn)行情況，增加了對(duì)逆變器開機(jī)情況以及夜間損耗的測(cè)試。（六）標(biāo)準(zhǔn)制定過程2012年1月15日起草小組成立，并根據(jù)歐洲效率以及CEC效率模型進(jìn)行分析，結(jié)合中國地區(qū)太陽能資源區(qū)條件，完成技術(shù)規(guī)范框架搭建并分配相關(guān)任務(wù)。2012年8月28日，起草小組組織召開中期討論會(huì)議，各承擔(dān)任務(wù)單位對(duì)前期工作進(jìn)行匯報(bào)總結(jié)，并確定下一步的工作方向。2013年1月20日，起草小組組織召開擴(kuò)大會(huì)議，請(qǐng)相關(guān)起草單位參與討論，討論技術(shù)規(guī)