功率因數(shù)、三相不平衡度、直流分量均是光伏逆變器并網(wǎng)電能質(zhì)量的關(guān)鍵特征值。功率因數(shù)過(guò)小、三相電壓不平衡、直流分量過(guò)大等異常狀況都會(huì)對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響，如過(guò)低的功率因數(shù)可能導(dǎo)致供電系統(tǒng)電壓損失和線路損耗增加、三相不平衡會(huì)直接影響負(fù)載端設(shè)備的安全運(yùn)行、過(guò)大的直流分量會(huì)影響電網(wǎng)輸出波形，對(duì)電力線路的安全運(yùn)行造成影響等。

　　因此，光伏逆變器測(cè)試系統(tǒng)必須對(duì)功率因數(shù)、三相不平衡度、直流分量參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試，以確保逆變器輸出電能質(zhì)量符合電網(wǎng)并網(wǎng)要求。本文著重介紹國(guó)標(biāo)對(duì)相關(guān)參數(shù)限值要求、測(cè)試系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)成及相關(guān)試驗(yàn)操作要求。

一光伏逆變器功率因數(shù)、三相不平衡度、直流分量限值要求

01光伏逆變器功率因數(shù)要求

　　當(dāng)逆變器輸出有功功率大于其額定功率的50%時(shí)，功率因數(shù)應(yīng)不小于0.98(超前或滯后)；輸出有功功率在20%~50%之間時(shí)，功率因數(shù)應(yīng)不小于0.95(超前或滯后)。

　　功率因數(shù)cosφ計(jì)算公式為：

　　式中：

　　Pout——逆變器輸出總有功功率；

　　Qout——逆變器輸出總無(wú)功功率。

02光伏逆變器三相不平衡度要求

　　逆變器并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)(三相輸出)，引起接入電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)的三相電壓不平衡度不應(yīng)超過(guò)GB/T 15543-2008規(guī)定的限值。逆變器引起該點(diǎn)負(fù)序電壓不平衡度一般不超過(guò)1.3%，短時(shí)不超過(guò)2.6%。根據(jù)連接點(diǎn)負(fù)荷情況及安全運(yùn)行要求可做適當(dāng)變動(dòng)，但必須滿足負(fù)序電壓不平衡度應(yīng)不超過(guò)2%，短時(shí)不得超過(guò)4%的要求。

03光伏逆變器直流分量要求

　　逆變器額定功率并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，向電網(wǎng)饋送的直流電流分量應(yīng)不超過(guò)其輸出電流額定值的0.5%或5mA，取二者中較大值。

二光伏逆變器功率因數(shù)、三相不平衡度、直流分量測(cè)試平臺(tái)

圖示1：光伏逆變器功率因數(shù)、三相不平衡度、直流分量測(cè)試平臺(tái)

　　如上圖所示為光伏逆變器功率因數(shù)、三相不平衡度、直流分量測(cè)試平臺(tái)構(gòu)成拓?fù)鋱D，主要由太陽(yáng)能光伏模擬電源、被試逆變器、RLC負(fù)載、電網(wǎng)模擬電源、WP4000變頻功率分析儀等構(gòu)成。

　　太陽(yáng)能光伏模擬電源可有效模擬光伏電池板直流電量的輸入；通過(guò)調(diào)節(jié)RLC負(fù)載，模擬不同輸出功率點(diǎn)的狀態(tài)變化；WP4000變頻功率分析儀完成逆變器輸出端電壓、電流參量采樣、測(cè)量；上位機(jī)分析軟件可實(shí)時(shí)獲取實(shí)時(shí)測(cè)試結(jié)果及瞬態(tài)波形參數(shù)，完成各特征參量的分析測(cè)試工作。

01功率因數(shù)測(cè)試

　　將逆變器置于正常工作狀態(tài)下，測(cè)量30%PN、50%PN、70%PN、100%PN功率輸出狀態(tài)下，逆變器輸出端的功率因數(shù)，以驗(yàn)證是否滿足國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)限值要求。

02三相平衡度測(cè)試

　　將逆變器啟動(dòng)并置于正常工作狀態(tài)，測(cè)量逆變器30%PN、50%PN、75%PN、100%PN輸出功率狀態(tài)下的三相不平衡度。

　　對(duì)于設(shè)備供電引起的電壓負(fù)序不平衡度測(cè)量值的10min方均根的95%概率大值，以及測(cè)量值中的最大值應(yīng)不大于要求規(guī)定值。

　　三相不平衡度測(cè)量?jī)x器應(yīng)滿足測(cè)量要求，儀器記錄周期為3s，按方均根取值。電壓輸入信號(hào)基波分量的每次測(cè)量取10個(gè)周波的間隔。對(duì)于離散采樣的三相不平衡度ε的測(cè)量推薦下式計(jì)算：

　　式中：

　　εk——在3s內(nèi)第k次測(cè)得的三相不平衡度；

　　m——在2s內(nèi)均勻間隔取值數(shù)(m≥6)。

03直流分量測(cè)試

　　將逆變器置于正常工作狀態(tài)下，測(cè)量30%PN、50%PN、70%PN、100%PN功率輸出狀態(tài)下輸出端的直流分量，連續(xù)采樣時(shí)間不少于1min，且要求直流分量滿足國(guó)標(biāo)限值范圍。

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