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光伏逆变器电能质量和防孤岛测试详述(下)

2014-6-25 08:53| 发布者: 有机硅测试技术| 查看: 18484| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: Emissions/immunity 散热/防护测试 IEC61000-3-15技术草案为dispersed的发电设备(逆变器)散热/防护提供了指导原则。 图12给出了当逆变器处于严重失真的公用电网时的表现。电力部门通过电力线路传输信号(有时也称r ...
高级逆变器测试

       到这里,我们已经列举了逆变器电源作为再发电系统的能力,以及能执行一系列防孤岛和防护功能的试验。一些程控电源(如下述测试中用的MX45),还可以完成一些额外、方便逆变器测试的高级功能。如MMX45的控制屏所示:用户可进行下列参数设置:

图15:带发电控制的电源有额外的高级测试功能

       电源可以自动变化电压和频率 - 当逆变器超出预设的电流限制时。再再发电模式下的电流限制决定了逆变器允许将多少电流送回供电系统。这和电源提供电流时的电流限制不同。举例说,MX所提供的电流限制可以设置到40A,而电源允许送回MX的电流限制最大只能设为10A。当逆变器超过电流限制时,电源会提高电压水平 - 到用户程序设定的“过压”限值。注意这和电源正常运行模式正相反。通常,当电源检测到过电流时,将会减少输出电压以限制电流 - 并保护测试中的设备。 在REGENERATE CONTROL下的参数设置如下:

欠压(under voltage):电源在过流时改变电压的最低电压
过压(Over voltage): 电源在过流时强制断线的最高电压
频率变化(delta Frequency):电源在强制逆变器断线时的频率变化
延时(delay):电源过流后采取的每一步动作的时间
电流限制(Current Limit):逆变器允许输入电源的最大电流
用户还可以选择“开”和“关”的状态

       所以,如果逆变器送入电源的电流过多(如可能过载)时,MX电源会逐步地升高电压直至过压限值。如果过流持续“延时”,MX将以"dFREQ"参数值改变频率。通常,这会导致逆变器掉线,而如果不是,MX将在延时数秒后降低电压。如果过流仍旧继续(假设逆变器没有掉线),MX将开启输出中继,然后关闭,再开启。如果“dFREQ”参数设为"0"- 电源将跳过频率步骤,直接从过压值到欠压限值。最终,当Regenerate 状态是”开“时,MX运行将有一个重要的区别。通常,MX电源在开启输出中继时将输出电压程控为”0”。在"regenerate"状态,输出中继在电压到达程控水平时能被打开。而如果没有这一点,就不可能实施平衡防孤岛测试。如果电源首先程控电压到零 - 即使只有10ms,逆变器将立即检测(图9)到并马上关断。换句话说,逆变器永远不可能在平衡状态下运行负载。图16给出了用户界面软件支持不同测试功能的Regenerate控制设定图。

图16: MXGUI界面设定Regenerative控制参数。

       同样的MXGUi也用于程控电压步升和频率变化,IEC61000-4-11和IEC61000-4-13的测试界面也有。最后,我们只是展示一项高级测试,使用太阳能阵列模拟系统(SAS)来给逆变器供电。将之前记录美国西南的辐照图(2009年11月21日)输入SAS,以加速模式中继(见图17)。

图17: 用于运行太阳能阵列模拟器的实际辐照图,和产生的逆变器输出

       从逆变器输出的电能被监控,并以200ms的间隔测量。所以,右图的横坐标代表1800X0.2=360秒,即6分钟。实际的辐照图记录是40000秒(月11小时),但只有中间的6小时用于上述的6分钟测量。辐照和逆变器输出电能之间的关系有很好的相关性,正如好的逆变器所展示的那样。请注意:太阳能阵列模拟器有很多高级功能,可以模拟具体的太阳能阵列,但这不在本文的讨论范围内。


结论:
       上述的一些列测试都是用来验证太阳能逆变器是否按照一些常规的要求运行,就象各种美国和国际标准中列举的。用程控的交流电源,程序化的负载和三通道的电源分析仪,大多数测试都可以做。要测试实际的逆变器效率和控制算法,如最大功率点跟踪MPPT,需要更高级的SAS测试系统。随着光伏逆变器应用的增加,测试和验证正常运行的能力对保证设备安全有高效的运行非常关键。

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