對于光伏發(fā)電系統(tǒng)來說光伏逆變器效率是一個極其重要的參數(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值；

　　PDC(t)逆變器在直流端口輸入功率的瞬時值。

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。兩個效率均是通過對逆變器輸入端的電壓和電流瞬時值采樣來測定。

　　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效率計算公式計算轉(zhuǎn)換效率并填入檢測報告?；蛘?，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)度之間變動時的測試程序

　　注：n次循環(huán)，每個循環(huán)包括上升時間t1，在高值上的駐留時間t2，下降時間t3和最后在低值上的主流時間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)度之間變動時的測試程序

　　注：n次循環(huán)，每個循環(huán)包括上升時間t1，在高值上的駐留時間t2，下降時間t3和最后在低值上的主流時間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)報表輸出。

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