分布式发电系统连接与测试说明.doc

分布式发电系统连接及其测试方法的解说依据GB19939-2005-T光伏系统并网技术的要求中对分布式发电系统连接测试所做的规定。我们能够提供的测试项目如下：一、保护功能测试1 交流过压/欠压测试系统电压发生异常时，对逆变器等设备的保护功能的运行情况进行确认测试。对系统电压，从保护值的-5%或+5%开始，以每步1%上升或者下降，测量逆变器的停止电平。或者，从额定电压值，按照阶梯状变化至规定值的105%或95%，测量逆变器停止为止所需的时间。2 频率上升/下降测试系统的频率发生异常时，对逆变器等设备的保护功能的运行情况进行确认测试。对系统频率，从保护值-0.5Hz或+0.5Hz开始，以每步0.1Hz上升或者下降，测量逆变器的停止电平。或者，从额定频率值，按照阶梯状变化至规定值的105%或95%，测量逆变器停止为止所需的时间。3 逆潮流防止测试本测试适用于无逆潮流装置，用于确认电流不能流入到系统一侧。4 单独运转防止测试系统停电发生时，逆变器产生的电能如果流入系统，系统内的操作会产生危险。单独运转防止功能能够将逆变器的输出截断，确保系统内的作业安全性。本测试适用于有逆潮流的设备使用。测试时使系统模拟电源停电，确认逆变器停止，以及停止所需时间在规定时间以内。5 恢复后的一定时间投入阻止测试确认在系统停电情况下，由单独运转防止功能对逆变器停止工作，然后在系统恢复正常后的一定时间内（例：150秒），逆变器不会立刻开始系统连接运转。二、定常特性测试1 交流电压追从测试本测试用于确认在系统电压变化后，逆变器等的输出电压将追从并维持连接运转。规定将系统电压在额定电压上变化+10%-15%，确认逆变器输出电压将追从系统电压的变化。本测试中，插入测试电路的Zln，系统内加入阻抗。2 运转功率因数测试测量逆变器输出的功率，确认功率因数在0.95以上。本测试中，插入测试电路的Zln，系统内加入阻抗。3 输出谐波电流测试测量在逆变器输出时的交流输出电流的谐波成分。谐波测量到40次，确认综合电流失真率在5%以下，各次谐波在3%以下。4 电压上升抑制功能测试本测试用于确认在逆潮流造成系统电压上升时，系统电压上限值是否维持。以系统电压的上限值（101V+6V、202V+20V）运行逆变器。系统电压脱离上限电压值时，系统电压相对于标准电压100V应维持为107V+V以内，相对于200V应维持为222V+2V以内。（在没有整定值、整定Tab的情况下为1.5V。）本测试中，插入测试电路的Zln，系统内加入阻抗。5 软启动（soft-starting ）功能测试逆变器停止后再次启动时，确认通过规定的软启动功能在启动时不会有过电流。过电流为额定电流的150%以下，0.5秒以下。6 系统电压突变测试本测试用于确认逆变器将追从系统电压的突变。将系统电压从额定值突变105%/95%，维持10 秒后再突变回额定电压。这时，确认逆变器能够追从系统电压的突变而平滑的变化，并且在突变后相对于系统电压，其交流输出电流稳定。交流输出电流的变动应在额定电流的150%、0.5秒以内。7 系统电压相位突变测试（相位差10）本测试用于确认系统发生相位突变时，逆变器能够稳定运行。正常运转状态逆变器输出电压相位假定为基准，对系统电压相位突变+10/-10，维持10秒后突变恢复为。逆变器应平滑的追从系统电压相位突变，并且稳定的恢复到突变后的系统电压相位。另外，交流输出电流的变动应在额定电流的150%、0.5秒以内。8 系统电压相位突变测试（相位差120）本测试用于确认系统发生相位突变时，逆变器能够安全停止。正常运转状态中逆变器的输出电压相位假定为基准，将系统电压相位从0突变至120。逆变器持续运转或者安全停止，不发生任何损坏。另外，即使运转停止，能够自动或者手动再次启动。9 系统电压不平衡突变测试本测试适用于单相3线制、三相4线制，用于确认在系统发生电压不平衡时，逆变器的输出将稳定追从。系统线间电压从平衡状态开始+5%/-5%突变，维持10秒后突变恢复为平衡状态。逆变器能够平滑的追从系统电压不平衡突变，并且能够稳定于突变后的系统电压不平衡。另外，交流输出电流的变动应在额定电流的150%、0.5秒以内。三、外部事故测试1 瞬时电压下降测试本测试用于确认在系统发生瞬时停电、瞬时电压下降时，逆变器能够稳定运行。使系统电压发生0.3秒的瞬时停电，瞬时电压下降到额定电压的9070%。瞬时停电、瞬时电压下降发生的相位角为0、45、90。确认逆变器在瞬时停电、瞬时电压下降时能够稳定持续运转，系统电压恢复时，过电流在额定电流的150%、0.5秒以下。2 负载截断测试本测试用于确认系统电压被截断时的安全性。逆变器输出不接负载，系统电压开放时应能够检测出逆潮流，开闭器和gate-block功能运行。停电时的过电压应在额定电压150%以下，运行时间在0.5秒以下。四、耐电压环境测试1 系统电压以及耐量测试本测试用于确认系统电压波形发生失真时的影响。调节系统电压波形的失真，使综合失真为5%（例：3次：3%、5次：3%、7次：2%），测量逆变器输出的交流输出功率和功率因数。作为参考值，测量交流输出电流的谐波成分。确认逆变器在额定输出时稳定运转，并且功率因数在0.95以上。本测试中，插入测试电路的Zln，系统内加入阻抗。2 系统电压不平衡测试本测试用于确认在单相3线制、三相4线制，发生电压不平衡时，逆变器稳定运行。系统电压的线间电压不平衡在100V系统中设定为107V*95V，在200V系统中设定为222V*182V，测量交流输出功率、交流输出电流（谐波成分）、功率因数。确认在额定输出时稳定运行，功率因数在0.95以上，输出电流失真率的综合电流失真率为5%以下、各次谐波为3%以下。本测试中，插入测试电路的Zln，系统内加入阻抗。3 其他测试作为耐电气环境测试，还规定了浪涌耐压测试、噪声耐量测试。为完成以上测试项目，所必须的测试装置如下： 一、交流电源在进行系统连接测试时，被测逆变器等不能直接连接到系统上，因此需要能够模拟系统的测试用交流电源。系统连接测试用的交流电源必须具备以下功能和性能。1 与被测逆变器相同的电气方式必须是与系统连接的被测变频器相同的电气方式。单相2线制、单相3线制、三相4线制的其中之一。2 电压、频率可变要求能够设定为系统电压的额定电压、频率，并且为了作电压和频率的保护协调测试，必须能够可变。另外，在定量测试同时，作为测试用电源必须具有稳定度高、输出电压波形失真小。3 输出功率容量根据被测逆变器的输出容量与逆潮流的电流值决定。有逆电流的逆变器的情况下，交流电源的容量根据逆潮流的电流决定。交流电源的一般的输出容量规定为电源输出电压*电流，有关流入电源的电流没有规定，需要注意。无逆潮流的逆变器器的情况下，在瞬时停电等测试时，会发生逆潮流，需要注意。一般，使用线性放大器方式的交流电源时的逆潮流（输出电压与逆相位电流的吸收能力）为定额输出电流的30%左右，因此根据逆潮流容量多少来决定。另外，逆变器容量较大，使用数十kW的大型交流电源的情况下，电源方式为PWW方式的交流电源使用较多。PWW方式交流电源原理上不能吸收逆潮流，因此需要使用具有电能回生功能（将从交流电源输出端流入的电流送回到商用线路的功能）的电源。不能使用没有回生功能的PWW方式的电源。4 能够有仿真模拟功能系统连接测试中有瞬时停电、瞬时电压下降、失真波、不平衡、相位突变等的测试。为了实现这些测试，需要交流电源具有各种仿真模拟功能。瞬时停电等测试时，电压发生急剧变化，为了保证输出波形的品质，要求频率范围宽阔。另外，各种突变测试时为了测量逆变器的输出电流的紊乱和保护装置的运行时间，需要电源发出与突变同步的信号。这一同步信号用于对逆变器输出电流波形观测和保护装置的运行时间测量。二、阻抗网络 系统连接测试中，交流电压追从测试、运转功率因数测试、电压上升抑制功能测试等情况下，系统中将插入阻抗进行测试。插入的系统的阻抗使用实际系统的阻抗的90%累计百分率的阻抗。100V系统：0.40+0.37mH200V系统：0.38+0.45mH测试用电源的输出阻抗接近于零。因此测试用交流电源的输出端接阻抗网络，实现上述的阻抗。三、计测装置系统连接测试中，测量项目包括电压、电流、功率、功率因数、谐波电流等。这些项目可以用功率计测量。现在的功率计很多都可以测量谐波电流，这样就不需要使用用于谐波成分分析的FFT分析仪等了。四、负载装置系统连接测试中，使用由电阻、电容、电感构成的负载装置。负载容量，需要与被测逆变器相当的容量。五、其它装置另外，系统的瞬时电压突变测试、相位突变测试、不平衡突变测试等，系统端的突变测试时，需要使用用于测量记录逆变器输出波形紊乱和保护装置的运行时间的数据记录仪。系统连接测试的注意点系统连接测试中，需要注意以下事项。特别是测试用交流电源的输出容量的选定时非常重要。一、即便是无逆潮流的逆变器，也会有逆潮流发生无逆潮流的逆变器，一般不会向系统流入逆潮流，但是逆变器为了保证输出功率一定，需要进行功率控制。（太阳能发电时为PV控制），即便是无逆潮流的逆变器，在发生电压突变、瞬时停电、相位突变、不平衡突变等突变测量时会有瞬时的逆潮流发生。瞬时发生的逆电流会流入到测量用交流电源，如果该逆电流超过了交流电源的逆电流耐量，交流电源的断电开关会关闭，测试中断。因此，需要交流电源具有充分的逆电流耐量。二、使用变压器时的问题点为了逆变器的隔离和电压变换，在逆变器输出使用变压器的时候，需要注意以下事项：1 会有很大的冲击电流系统连接时，是在交流电源输出后将逆变器设为运转状态，电源输出时变压器会发生很大的冲击电流。冲击电流如果超过交流电源的输出电流容量，则交流电源的断电开关将关闭。为解决这一问题，在交流电源输出时将电压从0V开始慢慢调高，直到额定电压。2 变压器的励磁电流的影响变压器中一直都存在励磁电流。变频器由于有电流控制并且是恒定电流输出，所以励磁电流是由系统端的交流电源电压决定的。如果使用了励磁电流很大的变压器，励磁电流的谐波成分、特别是3、5次谐波会很大，以至于综合失真不能满足5%限制，需要注意。3 瞬时电压下降测试中的变压器饱和瞬时电压下降等测试中，交流电源一侧会发生过大的励磁现象的电压突变测试，变压器会发生磁性饱和，对于交流电源来说相当于阻抗接近零，这时交流电源的输出电流保护功能会启动，测试将中断。最坏的情况下，交流电源的断电开关会关闭。需要注意.三、逆变器的保护功能运行时的注意点系统连接测试中，一般会连接与逆变器额定输出相当的负载。如果变频器的保护功能运行的话，逆变器输出将成开放状态，因此连接于逆变器输出的负载将成为交流电源的负载，交流电源必须提供与逆变器的额定输出电流相当的电流。即，交流电源的输出容量最低必须达到逆变器的额定输出容量以上，否则逆变器的保护功能将运行，测试将中断。需要注意。测试框图：见PPT针对以上测试要求，建议配置及预算：序号型号描述数量建议预算（万元）1交流系统仿真电源ES系列18kVA交流系统仿真电源，单/三相，机箱12002交流系统仿真电源ES系列60kVA交流系统仿真电源