光伏發(fā)電作為一種新型的清潔能源，得到越來越來廣泛的應(yīng)用。然而光伏發(fā)電系統(tǒng)自身特性的研究以及對(duì)電力系統(tǒng)的影響并沒有系統(tǒng)的研究方案。本文介紹一種光伏發(fā)電系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)的搭建方式以及詳細(xì)試驗(yàn)方法，希望可以為規(guī)范光伏發(fā)電系統(tǒng)提供技術(shù)支持和解決方案。

一光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)行檢測(cè)項(xiàng)目及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

　　目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在電能質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目有：(頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)過電壓、諧波含量和波形畸變(諧波)、直流分量、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性，功率因素)等。

　　當(dāng)前已有的光伏檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如《IEEE1547》分布式資源與電力系統(tǒng)的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)都是針對(duì)低占比的情況，而現(xiàn)在隨著光伏的占比越來越高，對(duì)于逆變器而言，支持電網(wǎng)接受高占比的高級(jí)功能的需求已經(jīng)顯著地增加。而這些高級(jí)功能在原有的標(biāo)準(zhǔn)中并無體現(xiàn)，例如無功電壓控制、電壓穿越能力、頻率穿越能力、有功頻率控制、緩變率控制以及通訊等項(xiàng)目的測(cè)試。

二光伏發(fā)電系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)主要組成結(jié)構(gòu)

　　微型獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)測(cè)試主要部件：

　　1. 光伏陣列

　　2. 蓄電池組

　　3. 逆變器

　　4. 控制器

　　5. 測(cè)試系統(tǒng)

　　6. 可調(diào)阻性負(fù)載

三光伏發(fā)電測(cè)試平臺(tái)的試驗(yàn)項(xiàng)目和方法

　　在搭建平臺(tái)和進(jìn)行測(cè)試過程中參照《GBT 20321.1-2006 離網(wǎng)型風(fēng)能、太陽能發(fā)電系統(tǒng)用逆變器 第1部分：技術(shù)條件》，《GBT 20321.2-2006 離網(wǎng)型風(fēng)能、太陽能發(fā)電系統(tǒng)用逆變器 第2部分：試驗(yàn)方法》，獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)要求-福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《DB35/T 962-2009》等；測(cè)試方案如圖1所示。逆變器接受來自于光伏陣列的直流能量注入，阻性負(fù)載產(chǎn)生線性和非線性的電流負(fù)載，有效地模擬各種典型的家用負(fù)載的行為，例如電腦、廚房電器、電視、空調(diào)等設(shè)備；DH2000新能源測(cè)試系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)分析光伏陣列、逆變器、負(fù)載的電能變化(系統(tǒng)測(cè)試原理圖1)，在實(shí)驗(yàn)中，可以用直流調(diào)壓器模擬光伏發(fā)電部分，原理圖如圖2所示。

圖1 光伏發(fā)電系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)原理圖

圖2 光伏發(fā)電系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)實(shí)驗(yàn)原理圖

01輸出頻率測(cè)試

　　測(cè)試電路如圖2，在輸人電壓以額定值的90%~120 %進(jìn)行變化、輸出為額定功率時(shí)，測(cè)量其輸出頻率值，應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。

02輸出電壓波形失真度( 正弦波)測(cè)試

　　測(cè)試電路如圖2，輸人電壓及輸出功率為額定值時(shí)，測(cè)量輸出電壓的最大波形失真度，應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。

03效率測(cè)試

　　測(cè)試電路如圖2，輸入電壓為額定值時(shí)，測(cè)量負(fù)載為滿載的75%時(shí)的效率，應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。

04噪聲測(cè)試

　　當(dāng)輸入電壓為額定值時(shí)，在設(shè)備高度1/2 、正面距離3m處用聲級(jí)計(jì)分別測(cè)量50%額定負(fù)載與滿載時(shí)的噪聲，應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。

05帶載能力測(cè)試

　　測(cè)試電路如圖2，當(dāng)輸入電壓與輸出功率為額定值時(shí)，檢查逆變器的連續(xù)可靠工作時(shí)間，應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。

　　當(dāng)輸入電壓為額定值、 輸出功率為額定值的125%時(shí)，檢查逆變器的連續(xù)可靠工作時(shí)間， 應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。

　　當(dāng)輸入電壓為額定值、 輸出功率為額定值的150%時(shí)，檢查逆變器的安全工作時(shí)間，應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。

06欠壓斷開(LVD)和恢復(fù)功能測(cè)試

　　測(cè)試電路如圖3，將直流電源接到蓄電池輸人端，模擬蓄電池的電壓。將可變電阻接到負(fù)載端，模擬負(fù)載。將放電回路的電流調(diào)到額定值，然后將直流電源的電壓調(diào)至欠壓斷開 LVD點(diǎn)，控制器應(yīng)能自動(dòng)斷開負(fù)載；將電壓回調(diào)至恢復(fù)點(diǎn)，控制器應(yīng)能再次接通負(fù)載。如果是帶欠壓鎖定功能的控制器，當(dāng)直流輸人電壓達(dá)到欠壓恢復(fù)點(diǎn)之上，控制器復(fù)位后應(yīng)能接通負(fù)載。(欠壓保護(hù)：使輸人電壓低于標(biāo)稱值90 %時(shí)， 逆變器應(yīng)能自動(dòng)關(guān)機(jī)保護(hù)。過電流保護(hù)使逆變器工作電流超過額定值50%時(shí)， 逆變器應(yīng)能自動(dòng)保護(hù))

圖3 欠壓斷開(LVD)和恢復(fù)功能測(cè)試

07空載損耗(靜態(tài)電流)測(cè)試

　　測(cè)試電路如4，斷開 PV輸人和負(fù)載輸出，直流電源接在控制器的蓄電池端，當(dāng)相關(guān)器件不工作時(shí)，測(cè)量控制器的輸入電流應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

圖4 空載損耗(靜態(tài)電流)測(cè)試

08反向放電保護(hù)測(cè)試

　　測(cè)試電路如圖5，將電流表加在太陽能電池組件的正、負(fù)端子之間( 相當(dāng)于將太陽能電池組件端短路)，調(diào)節(jié)接在蓄電池端的直流電源電壓，檢查有無電流流過。如果沒有電流， 說明具有反向放電保護(hù)。

圖5 反向放電保護(hù)測(cè)試

09脈寬調(diào)制型控制器測(cè)試

　　測(cè)試電路如圖6，用直流穩(wěn)壓電源代替太陽能電池方陣通過控制器給蓄電池充電。當(dāng)蓄電池電壓接近充滿點(diǎn)時(shí)，充電電流逐漸變??；當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到充滿值時(shí)，充電電流應(yīng)接近于0。當(dāng)蓄電池電壓由充滿點(diǎn)向下降時(shí)，充電電流應(yīng)當(dāng)逐漸增大。

圖6 脈寬調(diào)制型控制器測(cè)試

　　本文中搭建的光伏發(fā)電系統(tǒng)是基于微型離網(wǎng)型光伏發(fā)電，主要針對(duì)逆變器展開對(duì)(輸出電壓、頻率、波形畸變率、效率、功率波動(dòng)、保護(hù)性能、負(fù)載等級(jí)、空載損耗、溫升)等試驗(yàn)項(xiàng)目的測(cè)試。本光伏發(fā)電系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)搭的建可以為產(chǎn)品在新能源應(yīng)用方面提供一個(gè)驗(yàn)證與研究的環(huán)境平臺(tái)，希望可以在光伏測(cè)試計(jì)量行業(yè)可以找到一個(gè)應(yīng)用的切入點(diǎn)，進(jìn)而為產(chǎn)品開拓光伏發(fā)電領(lǐng)域提供技術(shù)支持和解決方案。

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