2016光伏發(fā)電站逆變器電能質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程

光伏發(fā)電站逆變器電能質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程II目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1檢測(cè)設(shè)備 2檢測(cè)方法 3檢測(cè)文件 7附錄A（資料性附錄） 檢測(cè)記錄 8PAGEPAGE1光伏發(fā)電站逆變器電能質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了光伏發(fā)電站逆變器出口側(cè)電能質(zhì)量的檢測(cè)條件、檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)方法等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于并網(wǎng)型光伏逆變器，不適用于離網(wǎng)型光伏逆變器。規(guī)范性引用文件GB/T12325—2008電能質(zhì)量供電電壓偏差GB/T14549—1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB/T15543—2008電能質(zhì)量三相電壓不平衡GB/T15945—2008電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差GB/T17626.7—2008IEC61000-4-15電磁兼容性（EMC）第4部分：試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)第15節(jié)：閃變儀功能和設(shè)計(jì)規(guī)范IEC61000-4-30電磁兼容性（EMC）第4部分：試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)第30節(jié)：電能質(zhì)量測(cè)量方法術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。并網(wǎng)型光伏逆變器grid-connectedphotovoltaicinverter光伏發(fā)電系統(tǒng)中將直流電轉(zhuǎn)換成交流電后饋入電網(wǎng)的變流設(shè)備。光伏方陣模擬器photovoltaicarraysimulator用來(lái)模擬光伏方陣輸出特性的可控直流電源。光伏方陣photovoltaicarray由若干個(gè)太陽(yáng)電池組件或太陽(yáng)電池板在機(jī)械和電氣上按一定方式組裝在一起并且有固定的支撐結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的直流發(fā)電單元。地基、太陽(yáng)跟蹤器、溫度控制器等類似的部件不包括在方陣中。諧波子群的有效值r.m.s.valueofaharmonicsubgroupGsg,n時(shí)間窗timewindowTw對(duì)于50Hz電力系統(tǒng)，時(shí)間窗Tw取10個(gè)基波周期，即為200ms。兩條連續(xù)的頻譜線之間的頻率間隔是時(shí)間窗的倒數(shù)，因此兩條連續(xù)的頻譜線之間的頻率間隔是5Hz。間諧波中心子群的有效值r.m.s.valueofainterharmoniccentralsubgroupCisg,n注1：間諧波分量的頻率由頻譜線的頻率決定，該頻率不是基波頻率的整數(shù)倍。2：nn+1Cisg,n56Cisg,5表示。直流分量directcurrentcomponent逆變器出口側(cè)向電網(wǎng)注入電流中的直流量。檢測(cè)設(shè)備測(cè)試中應(yīng)使用光伏方陣模擬器或光伏方陣。光伏方陣模擬器應(yīng)滿足4.2中的要求，光伏方陣應(yīng)滿足4.3中的要求。測(cè)量裝置本規(guī)程涉及的電能質(zhì)量測(cè)量裝置應(yīng)符合IEC61000-4-30的要求。測(cè)量設(shè)備儀器規(guī)格至少應(yīng)滿足表1的要求，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率應(yīng)不小于20kHz。表1 測(cè)量設(shè)備儀器規(guī)格要求設(shè)備儀器精度要求電壓互感器0.5級(jí)電流互感器0.5級(jí)數(shù)據(jù)采集裝置0.2級(jí)光伏方陣模擬器光伏方陣模擬器應(yīng)能模擬光伏方陣的電壓-電流特性和時(shí)間響應(yīng)特性。光伏發(fā)電站逆變器測(cè)試可在表2規(guī)定的可控直流輸入源條件下進(jìn)行，且輸入電流不超過(guò)逆變器額定電流的1.5倍。DL/TXXXXX—XXXXDL/TXXXXX—XXXXPAGEPAGE10表2 光伏方陣模擬器參數(shù)要求參數(shù)要求輸出功率使被測(cè)逆變器產(chǎn)生最大輸出功率以及檢測(cè)方法中涉及的其他功率等級(jí)穩(wěn)定度除了由被測(cè)逆變器最大功率跟蹤引起的變化外，光伏方陣模擬器輸出功率在整個(gè)測(cè)試期間應(yīng)穩(wěn)定在規(guī)定的功率等級(jí)，允許偏差±2％注：一定的響應(yīng)速度可避免MPPT控制系統(tǒng)或被測(cè)逆變器直流側(cè)脈動(dòng)頻率造成的影響。光伏方陣光伏發(fā)電站逆變器測(cè)試可在表3規(guī)定的光伏方陣輸入源條件下進(jìn)行，且輸入電流不超過(guò)逆變器額定電流的1.5倍。表3 光伏陣列參數(shù)要求參數(shù)要求輸出功率使被測(cè)逆變器產(chǎn)生最大輸出功率以及檢測(cè)方法中涉及的其他功率等級(jí)氣候條件輻照度，環(huán)境溫度等注：為了實(shí)現(xiàn)平衡負(fù)載條件，光伏方陣的輸出應(yīng)該保持穩(wěn)定。因此，必須在輻照度穩(wěn)定的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。檢測(cè)方法檢測(cè)電路電能質(zhì)量的檢測(cè)電路應(yīng)如圖1所示，電能質(zhì)量測(cè)量裝置應(yīng)接在被測(cè)光伏逆變器出口側(cè)。圖1 電能質(zhì)量檢測(cè)示意圖三相電流不平衡度本測(cè)試目的是測(cè)量光伏發(fā)電站逆變器運(yùn)行時(shí)出口側(cè)三相電流不平衡度。在被測(cè)逆變器出口側(cè)接入電能質(zhì)量測(cè)量裝置；331min3s，測(cè)量次數(shù)應(yīng)滿足數(shù)理統(tǒng)計(jì)10095%概率大值以及所有測(cè)量值中的最大值；66100ad)。注：對(duì)于離散采樣的測(cè)量?jī)x器推薦按如下公式計(jì)算：m1m1m2kk

(1)式中：εk——3s內(nèi)第k次測(cè)得的電流不平衡度；m——3s內(nèi)均勻間隔取值次數(shù)（m≥6）。閃變虛擬電網(wǎng)如圖2LficRficu0(t)以及電流源im(t)串聯(lián)而成，通過(guò)改變阻抗比，實(shí)現(xiàn)虛擬電網(wǎng)阻抗角ψk的調(diào)節(jié)。圖2 虛擬電網(wǎng)虛擬瞬時(shí)電壓ufic(t)表達(dá)式如下：u (t)

(t)R

i(t)

dim(t)式中：

fic 0

fic m

dt (2)im(t) ——被測(cè)逆變器出口側(cè)測(cè)量的瞬時(shí)電流；23理想電壓源u0(t)沒(méi)有任何波動(dòng)或閃變，且與被測(cè)逆變器出口側(cè)測(cè)量電壓的基波擁有同樣的相位角αm(t)。為滿足這些特性，理想電壓源u023式中：

u0(t)

nsinmt).

(3)Un ——電網(wǎng)額定電壓的方均根值；αm(t) ——逆變器出口側(cè)所測(cè)電壓基波的相位角；所測(cè)電壓基波的相位角表達(dá)式如下：t式中：

mt)0

ft)t0 4)f(t) ——隨時(shí)間波動(dòng)的頻率；t ——自錄波起經(jīng)過(guò)的時(shí)間α0 ——初始相位角；通過(guò)改變Lfic和Rfic，調(diào)節(jié)虛擬電網(wǎng)阻抗角ψk的表達(dá)式如下：2ktan()k

fgLfic

Xfic式中：

Rfic Rfic

(5)fg ——電網(wǎng)標(biāo)稱頻率（50Hz）。虛擬電網(wǎng)三相短路視在功率Sk,fic的表達(dá)式如下：U2Sk,ficR2ficXR2ficXfic

(6)式中：Sk,fic ——虛擬電網(wǎng)的短路視在功率。注：虛擬電網(wǎng)中短路容量比Sk,fic/Sn建議取20～50之間，Sn是被測(cè)逆變器的額定視在功率。持續(xù)運(yùn)行持續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下的閃變值Pst400Hz；1010010im(t)，10min；515組10mni(t5虛擬電網(wǎng)用于確定被測(cè)逆變器持續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下的閃變值Pst,fic，應(yīng)按規(guī)定的電網(wǎng)阻抗角ψk=30°、50°、70°和85°（允許±2°的偏差）分別重復(fù)下面的步驟。所測(cè)的10ini(tu(tu(tufic(tIEC61000-4-1510minPst,fic；閃變值cP：PP

Sk,ficSst st,ficS

(7)n停機(jī)操作對(duì)于光伏發(fā)電站逆變器，最惡劣的電壓閃變發(fā)生在滿功率停機(jī)操作狀態(tài)下，其閃變值Pst,fic應(yīng)通過(guò)測(cè)量結(jié)合虛擬電網(wǎng)確定，在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，應(yīng)控制被測(cè)逆變器無(wú)功功率輸出Q=0，并執(zhí)行下列測(cè)量：1500Hz；100T55Tim(t)，運(yùn)行功率等級(jí)允許±5%的偏差。Pstfik=3°，50°，70°和85°（允許±2°的偏差）分別重復(fù)下面的步驟。T(t)應(yīng)與u(tu(tufic(tIEC61000-4-155TPst,fic；閃變值cP：PP

Sk,ficSst st,ficS

(8)n注：對(duì)具有沖擊電流抑制的被測(cè)逆變器，電流互感器等級(jí)應(yīng)是額定電流的2～4倍；對(duì)于沒(méi)有沖擊電流抑制的被測(cè)逆變器，電流互感器等級(jí)應(yīng)是額定電流的10～20倍。諧波、間諧波及高頻分量光伏發(fā)電站逆變器出口側(cè)的電流諧波、間諧波及高頻分量應(yīng)測(cè)量并記錄作為電能質(zhì)量的評(píng)判依據(jù)。注：由于電壓畸變可能會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的電流畸變，使得諧波測(cè)試存在一定的問(wèn)題。注入諧波電流應(yīng)排除公共電網(wǎng)諧波電壓畸變引起的諧波電流。電流諧波h次電流諧波子群的有效值可采用以下公式計(jì)算：Ih

ii11C210hi式中：C10h+i——DFT輸出對(duì)應(yīng)的第10h+i根頻譜分量的有效值；在逆變器交流出口側(cè)接入電能質(zhì)量測(cè)量裝置。Q=010%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、9010010min；Tw3s1510min3s505050I2h2I1hTHDSi

(10)式中：Ih10minhI110min注2：持續(xù)在短暫周期內(nèi)的諧波可以認(rèn)為是對(duì)公用電網(wǎng)無(wú)害的。因此，這里不要求測(cè)量因逆變器啟停操作而引起的短暫諧波。電流間諧波h次電流間諧波中心子群的有效值可采用以下公式計(jì)算：i2i28C210hi在逆變器交流出口側(cè)接入電能質(zhì)量測(cè)量裝置；Q=010%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、9010010min；Tw3s1510min3s10min2kHz；電流高頻分量應(yīng)測(cè)量逆變器10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%及100%額定功率的電流高頻分量。參照GB/T17626.7中附錄B的要求進(jìn)行電流高頻分量的檢測(cè)，以200Hz為間隔，計(jì)算中心頻率從2.1kHz至8.9kHz的電流高頻分量。直流分量本測(cè)試目的是測(cè)量光伏發(fā)電站逆變器運(yùn)行時(shí)出口側(cè)的直流分量。應(yīng)按下述步驟進(jìn)行測(cè)量：在被測(cè)逆變器出口側(cè)接入電能質(zhì)量測(cè)量裝置；33±5%的偏差；Tw66100ac)。檢測(cè)文件檢測(cè)文檔內(nèi)容檢測(cè)結(jié)果應(yīng)記錄并包括以下內(nèi)容：被測(cè)逆變器的基本信息；檢測(cè)設(shè)備的規(guī)格參數(shù)；實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)環(huán)境參數(shù)；檢測(cè)條件下被測(cè)逆變器的檢測(cè)結(jié)果；其他相關(guān)內(nèi)容；檢測(cè)記錄參照附錄A給出的檢測(cè)記錄填寫。附 錄 A（資料性附錄）檢測(cè)記錄被測(cè)逆變器基本情況被測(cè)逆變器基本情況按表A.1要求填寫。表A.1檢測(cè)機(jī)構(gòu)樣品名稱送檢單位電站地理位置信息建設(shè)地址：經(jīng)度：緯度：海拔：電站基本信息占地面積：裝機(jī)容量：額定功率：無(wú)功配置：組件類型：組件型號(hào)：逆變器型號(hào)：接入電網(wǎng)信息接入電壓等級(jí)電壓諧波總畸變率頻率偏差（0.2s平均值）電壓偏差（10min平均值）三相電壓不平衡度氣候條件年均日照強(qiáng)度年均日照小時(shí)數(shù)年峰值日照小時(shí)數(shù)夏季平均氣溫冬季平均氣溫三相電流不平衡度三相電流不平衡度的檢測(cè)記錄按表A.2格式。表A.2運(yùn)行功率(kW)實(shí)測(cè)最大值95%概率大值閃變持續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下閃變的檢測(cè)記錄按表A.3格式。表A.3□無(wú)功功率Q=0□無(wú)功功率Q= 電壓等級(jí)電網(wǎng)阻抗角ψk=30°測(cè)量次數(shù)A相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345測(cè)量次數(shù)B相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345測(cè)量次數(shù)C相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345電網(wǎng)阻抗角ψk=50°測(cè)量次數(shù)A相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345測(cè)量次數(shù)B相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345測(cè)量次數(shù)C相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345電網(wǎng)阻抗角ψk=70°測(cè)量次數(shù)A相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345測(cè)量次數(shù)B相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345測(cè)量次數(shù)C相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345電網(wǎng)阻抗角ψk=85°測(cè)量次數(shù)A相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345測(cè)量次數(shù)B相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345測(cè)量次數(shù)C相閃變值Pst運(yùn)行功率(kW)12345停機(jī)操作狀態(tài)下閃變的檢測(cè)記錄按表A.4格式。表A.4□無(wú)功功率Q=0□無(wú)功功率Q=0□無(wú)功功率Q= 電壓等級(jí)電網(wǎng)阻抗角ψk=30°切除功率(kW)A相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345切除功率(kW)B相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345切除功率(kW)C相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345電網(wǎng)阻抗角ψk=50°切除功率(kW)A相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345切除功率(kW)B相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345切除功率(kW)C相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345電網(wǎng)阻抗角ψk=70°切除功率(kW)A相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345切除功率(kW)B相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345切除功率(kW)C相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345電網(wǎng)阻抗角ψk=85°切除功率(kW)A相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345切除功率(kW)B相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345切除功率(kW)C相閃變值Pst測(cè)量次數(shù)12345諧波、間諧波及高頻分量電流諧波子群的檢測(cè)記錄按表A.5格式。表A.5□無(wú)功功率Q=0□無(wú)功功率Q= 電壓等級(jí)A相電流諧波子群有效值(A)諧波次數(shù)運(yùn)行功率(kW)1st2nd3rd4th5th6th7th8th9th10th11th12th13th14th15th16th17th18th19th20th21st22nd23rd24th25th26th27th28th29th30th31st32nd33rd34th35th36th37th38th39th40th41st42nd43rd44th45th46th47th48th49th50thTHDSiB相電流諧波子群有效值(A)諧波次數(shù)運(yùn)行功率(kW)1st2nd3rd4th5th6th7th8th9th10th11th12th13th14th15th16th17th18th19th20th21st22nd23rd24th25th26th27th28th29th30th31st32nd33rd34th35th36th37th38th39th40th41st42nd43rd44th45th46th47th48th49th50thTHDSiC相電流諧波子群有效值(A)諧波次數(shù)運(yùn)行功率(kW)1st2nd3rd4th5th6th7th8th9th10th11th12th13th14th15th16th17th18th19th20th21st22nd23rd24th25th26th27th28th29th30th31st32nd33rd34th35th36th37th38th39th40th41st42nd43rd44th45th46th47th48th49th50thTHDSi電流間諧波中心子群的檢測(cè)記錄按表A.6格式。表A.6□無(wú)功功率Q=0□無(wú)功功率Q= 電壓等級(jí)A相電流間諧波中心子群有效值(A)間諧波次數(shù)運(yùn)行功率(kW)1st2nd3rd4th5th6th7th8th9th10th11th12th13th14th15th16th17th18th19th20th21st22nd23rd24th25th26th27th28th29th30th31st32nd33rd34th35th36th37th38th39th40th41st42nd43rd44th45th46th47th48th49th50thB相電流間諧波中心子群有效值(A)間諧波次數(shù)運(yùn)行功率(kW)1st2nd3rd4th5th6th7th8th9th10th11th12th13th14th15th16th17th18th19th20th21st22nd23rd24th25th26th27th28th29th30th31st32nd33rd34th35th36th37th38th39th40th41st42nd43rd44th45th46th47th48th49th50thC相電流間諧波中心子群有效值(A)間諧波次數(shù)運(yùn)行功率(kW)1s