《DL-光伏发电站逆变器电压与频率响应检测技术规程》

ICS

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DL

中华人民共和国电力行业标准

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光伏发电站逆变器电压与频率响应检测

技术规程

Testprocedureofvoltageandfrequencyresponseforinverterofphotovoltaicpower

station

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（征求意见稿）

（本稿完成日期：2012-4-19）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

发布

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目  次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4一般原则...........................................................................2

5检测设备...........................................................................2

6检测电路...........................................................................3

7检测方法...........................................................................3

8检测报告...........................................................................9

附录A（规范性附录）检测曲线........................................................10

附录B（资料性附录）检测文档........................................................12

I

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光伏发电站逆变器电压与频率响应检测技术规程

1范围

本标准规定了光伏发电站逆变器接入电网运行电压与频率响应的一般原则、检测设备、检测电路、

检测内容和检测方法。

本标准适用于并网型光伏逆变器，不适用于离网型光伏逆变器。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T14549电能质量公用电网谐波

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

并网型光伏逆变器grid-connectedphotovoltaic(PV)inverter

将直流电转换为交流电馈入电网的变流设备。

3.2

光伏方阵模拟器photovoltaicarraysimulator

用来模拟光伏方阵输出特性的可控直流电源。

3.3

电网模拟装置gridsimulator

用来模拟电网电压和频率扰动的一种装置。

3.4

切除时间clearingtime

逆变器输出侧电压或频率超过阈值到逆变器停止输出功率的时间。包括检测时间、可调延迟时间、

任何相关设备（用到的）的动作时间、中断设备（切断逆变器和电力系统的中断设备）的动作时间。

3.5

过/欠压慢速跳闸Over-/Under-voltageslowtrip

当逆变器输出侧电压超出某范围时，逆变器经过较长的时间停止运行。

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3.6

过/欠压快速跳闸Over-/Under-voltagefasttrip

当逆变器输出侧电压超出某范围时，逆变器经过较短的时间停止运行。

4一般原则

根据并网型光伏逆变器接入方式，可分为A类并网型光伏逆变器和B类并网型光伏逆变器两种：

a)A类并网型光伏逆变器适用于通过35kV及以上电压等级并网，以及通过10kV电压等级与公

共电网连接的新建、改建和扩建光伏发电站的逆变器。

b)B类并网型光伏逆变器适用于通过380V电压等级接入电网，以及通过10(6)kV电压等级接入

用户侧的新建、改建和扩建光伏发电系统的逆变器。

5检测设备

5.1直流电源

测试中直流电源应使用光伏方阵模拟器或光伏方阵，直流电源应能提供满足逆变器检测要求的电压

和电流。

5.1.1光伏方阵模拟器

光伏方阵模拟器应能模拟光伏方阵的电流电压特性和时间响应特性。测试应在表1规定的输入电压

条件下进行，且输入电流不超过额定光伏输入电流1.5倍。

表1光伏方阵模拟器参数要求

参数要求

输出功率使被测逆变器产生最大输出功率以及检测方法中涉及的其他功率等级

除了由被测逆变器最大功率跟踪引起的变化外，光伏方阵模拟器的输出功率在整个测试

稳定度

期间应稳定在规定的功率等级，允许偏差±2％

5.1.2光伏方阵

应能够在被测逆变器的最小和最大输入电压下使被测逆变器达到最大输入功率。为了达到被测逆变

器额定的输入电压和功率等级，可调整光伏方阵排列方式。

表2光伏方阵技术规范

项目条件

输出功率使被测逆变器产生最大输出功率以及检测方法中涉及的其他功率等级

气候条件辐照度，环境温度等

注：为了实现平衡负载条件，光伏方阵的输出应该保持稳定。因此，必须在辐照度稳定的时间段内进行测试。

5.2电网模拟装置

电网模拟装置应能模拟公用电网的电压与频率的扰动，并满足以下技术条件：

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a)与逆变器连接侧的电压谐波应小于GB/T14549中谐波允许值的50％；

b)向电网注入的电流谐波应小于GB/T14549中谐波允许值的50％；

c)稳态电压变化幅度不得超过设定电压的±1％；

d)输出电压精度应高于被测逆变器精度；

e)输出频率偏差值应小于0.01Hz；

f)三相电压不平衡度应小于1％，相位偏差应小于1％；

g)响应时间应小于0.02s。

5.3其他设备

测量设备精度应至少满足表3的要求，数据采集装置的采样频率应不小于10kHz。

表3测量设备精度要求

设备精度

电压互感器0.5级

电流互感器0.5级

数据采集系统0.2级

6检测电路

检测电路如图1所示。

图1电压与频率响应检测电路

7检测方法

A类并网型光伏逆变器的检测内容应包括：电压适应性检测、过压适应性检测、频率适应性检测、

过/欠频适应性检测。

B类并网型光伏逆变器的检测内容应包括：过压慢速跳闸检测、过压快速跳闸检测、欠压慢速跳闸

检测、欠压快速跳闸检测、过频跳闸检测、欠频跳闸检测、重新并网检测。

7.1电压适应性检测

电压适应性检测步骤如下：

a)根据制造商提供的说明书和参数标准参照图1连接逆变器；

b)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

3

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c)调节电网模拟装置三相输出电压按照图2的曲线在90%Un+△U与110%Un-△U之间连续阶跃5

次，逆变器应保持并网状态运行；

d)通过数据采集装置记录逆变器交流出口侧电压、电流波形。

图2电压适应性曲线1

注1：△U为被测逆变器电压精度的2倍。

注2：电压阶跃时间（即t0与t1、t2与t3的间隔时间）应尽可能快，一般不宜超过20ms。

注3：电压维持时间（即t1与t2的间隔时间）应至少为20s。

7.2过压适应性检测

过压适应性检测步骤如下：

a)根据制造商提供的说明书和参数标准参照图1连接逆变器；

b)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

c)调节电网模拟装置三相输出电压按照图3的曲线从额定跳变到110%Un-△U后按照一定的速率

缓慢增长到120%Un-△U再降低到110%Un+△U，逆变器应保持并网状态运行；

d)调节电网模拟装置三相输出电压按照图4的曲线从额定跳变到120%Un-△U后按照一定的速率

缓慢增长到130%Un-△U再降低到120%+△U，逆变器应保持并网状态运行。

e)通过数据采集装置记录逆变器输出侧电压、电流波形。

图3过压适应性曲线1

注1：△U为被测逆变器电压精度的2倍。

注2：电压阶跃时间（即t0与t1的间隔时间）应尽可能快，一般不宜超过20ms。

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注3：电压变化时间（即t1与t3的间隔时间）应为10s。

图4过压适应性曲线2

注1：△U为被测逆变器电压精度的2倍。

注2：电压阶跃时间（即t0与t1的间隔时间）应尽可能快，一般不宜超过20ms。

注3：电压变化时间（即t1与t3的间隔时间）应为0.5s。

7.3频率适应性检测

频率适应性检测步骤如下：

a)根据制造商提供的说明书和参数标准并参照图1连接逆变器；

b)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

c)调节电网模拟装置频率按照图5的曲线在（49.5+△f）Hz与（50.2-△f）Hz之间连续变化，

逆变器应保持并网状态运行；

d)通过数据采集装置记录逆变器输出侧电压、电流波形。

图5频率适应性曲线

注1：△f为被测逆变器频率精度的2倍。

注2：频率维持时间（即t0与t1、t2与t3的间隔时间）应不小于20min。

7.4过/欠频适应性检测

5

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过/欠频适应性检测步骤如下：

a)根据制造商提供的说明书和参数标准参照图1连接逆变器；

b)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

c)调节电网模拟装置输出频率按照图6的曲线从50Hz跳变到(49.5+△f)Hz后按照一定的速率缓

慢降低到(48.0+△f)Hz再升高到(49.5-△f)Hz，逆变器应保持并网状态运行；

d)调节电网模拟装置输出频率按照图7的曲线从50Hz跳变到(50.2-△f)Hz后按照一定的速率缓

慢增长到(50.5-△f)Hz再降低到(50.2-△f)Hz，逆变器应保持并网状态运行；

e)通过数据采集装置记录逆变器输出侧电压、电流波形。

图6欠频适应性曲线

注1：△f为被测逆变器频率精度的2倍。

注2：频率阶跃时间（即t0与t1的间隔时间）应尽可能快，一般不宜超过20ms。

注3：频率变化时间（即t1与t3的间隔时间）应为10min。

图7过频适应性曲线

注1：△f为被测逆变器频率精度的2倍。

注2：频率阶跃时间（即t0与t1的间隔时间）应尽可能快，一般不宜超过20ms。

注3：频率变化时间（即t1与t3的间隔时间）应为2min。

7.5过压慢速跳闸检测

检测采用附录A定义的阶跃函数，根据制造商提供的说明书和规格标准并参照图1连接被测逆变

器，检测方法如下：

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a)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

b)调节电网模拟装置电压至110%Un-△U并至少保持4s，被测逆变器应保持输出稳定不跳闸；

c)调节电网模拟装置电压至110%Un+△U，保持该电压直至被测逆变器跳闸；

d)记录下从电压阶跃开始到被测逆变器跳闸的时间，此时间即被测逆变器的切除时间；

e)重复检测一次；

f)对于三相逆变器，应先对每相重复步骤a）到e），再对三相整体重复步骤a）到e）。

注1：△U为逆变器电压精度的2倍。

注2：三相逆变器单相过压慢速跳闸检测时，电网模拟装置其他相输出电压应保持在正常工作范围内。

7.6过压快速跳闸检测

检测采用附录A定义的阶跃函数，根据制造商提供的说明书和规格标准并参照图1连接被测逆变

器，检测方法如下：

a)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

b)调节电网模拟装置电压至110%Un-△U并至少保持4s，被测逆变器应保持输出稳定不跳闸；

c)调节电网模拟装置电压至135%Un+△U保持该电压直至被测逆变器跳闸；

a)记录下从电压阶跃开始到被测逆变器跳闸的时间，此时间即被测逆变器的切除时间；

b)重复检测一次；

c)对于三相逆变器，应先对每相重复步骤a）到e），再对三相整体重复步骤a）到e）。

注1：△U为逆变器电压精度的2倍。

注2：三相逆变器单相过压快速跳闸检测时，电网模拟装置其他相输出电压应保持在正常工作范围内。

7.7欠压慢速跳闸检测

检测采用附录A定义的阶跃函数，根据制造商提供的说明书和规格标准并参照图1连接被测逆变

器，检测方法如下：

a)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

b)调节电网模拟装置电压至85%Un+△U并保持4s，被测逆变器应保持输出稳定不跳闸；

c)调节电网模拟装置电压至85%Un-△U，保持该电压直至被测逆变器跳闸；

d)记录下从电压阶跃开始到被测逆变器跳闸的时间，此时间即被测逆变器的切除时间；

e)重复检测一次；

f)对于三相逆变器，应先对每相独立重复步骤a）到e），再对三相整体重复步骤a）到e）。

注1：△U为逆变器电压精度的2倍。

注2：三相逆变器单相欠压慢速跳闸检测时，电网模拟装置其他相输出电压应保持在正常工作范围内。

7.8欠压快速跳闸检测

检测采用附录A定义的阶跃函数，根据制造商提供的说明书和规格标准并参照图1连接被测逆变

器，检测方法如下：

a)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

b)调节电网模拟装置电压至85%Un+△U并保持4s，被测逆变器应保持输出稳定不跳闸；

c)调节电网模拟装置电压至50%Un-△U保持该电压直至被测逆变器跳闸；

d)记录下从电压阶跃开始到被测逆变器跳闸的时间，此时间即被测逆变器的切除时间；

e)重复检测一次；

f)对于三相逆变器，应先对每相独立重复步骤a）到e），再对三相整体重复步骤a）到e）。

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注1：△U应并网光伏逆变器电压精度的2倍。

注2：三相逆变器单相欠压快速跳闸检测时，电网模拟装置其他相输出电压应保持在正常工作范围内。

7.9过频跳闸检测

检测采用附录A定义的斜坡函数，根据制造商提供的说明书和规格标准并参照图1连接被测逆变

器，检测方法如下：

a)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

b)调节电网模拟装置频率至(50.2-△f)Hz并保持4s，逆变器应保持输出稳定不跳闸；

c)调节电网模拟装置频率至(50.2+△f)Hz，保持该频率值直至被测逆变器跳闸；

d)记录下从频率阶跃开始到被测逆变器跳闸的时间，此时间即被测逆变器的切除时间；

e)重复检测一次；

注：△f应逆变器频率精度的2倍。

7.10欠频跳闸检测

检测采用附录A定义的斜坡函数，根据制造商提供的说明书和规格标准并参照图1连接被测逆变

器，检测方法如下：

a)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

b)调节电网模拟装置频率=47.5+△f并保持2s，逆变器应保持输出稳定不跳闸；

c)调节电网模拟装置频率=47.5-△f，保持该频率值直至被测逆变器跳闸；

d)记录下从频率阶跃开始到被测逆变器跳闸的时间，此时间即被测逆变器的切除时间；

e)重复检测一次；

注：△f应并网光伏逆变器频率精度的2倍。

7.11重新并网检测

7.11.1过压跳闸后重新并网检测

a)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

b)调节电网模拟装置电压至115%Un并保持该电压直至逆变器跳闸；

c)调节电网模拟装置电压至110%Un+△U并保持两倍重新并网时间，逆变器不并网；

d)调节电网模拟装置电压恢复到Un并保持此电压到逆变器重新并入电网；

e)记录下从电压恢复额定到被测逆变器并网的时间，此时间即被测逆变器的重连时间；

f)重复检测一次；

g)对于三相逆变器，应先对每相重复步骤a）到f），再对三相整体重复步骤a）到f）。

注：△U应取被测逆变器电压精度的2倍。

7.11.2欠压跳闸后重新并网检测

a)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

b)调节电网模拟装置电压至80%Un并保持该电压直至被测逆变器跳闸；

c)调节电网模拟装置电压至85%Un-△U并保持两倍的被测逆变器设定的重连时间，被测逆变器应

没有并入电网；

d)调节电网模拟装置电压恢复到Un并保持此电压直到被测逆变器重新并入电网；

e)记录下从电压恢复额定到被测逆变器并网的时间，此时间即被测逆变器的重连时间；

f)重复检测一次；

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g)对于三相逆变器，应先对每相重复步骤a）到f），再对三相整体重复步骤a）到f）。

注：△U应取被测逆变器电压精度的2倍。

7.11.3过频跳闸后重新并网检测

a)调节电网模拟装置与直流电源使逆变器运行在额定功率；

b)调节电网模拟装置频率至50.5Hz并保持该电压直至被测逆变器跳闸；

c)调节电网模拟装置频率至50.2Hz+△f并保持两倍的被测逆变器设定的重连时间，被测逆变器

应没有并入电网；

d)调节电网模拟装置频率恢复到50.0Hz并保持此频率直到被测逆变器重新并入电网；

e)记录下从频率恢复额定到被测逆变器并网的时间，此时间即被测逆变器的重连时间；

f)重复检测一次；

g)对于三相逆变器，应先对每相重复步骤a）到f），再对三相整体重复步骤a）到f）。

注：△f应取被测逆变器频率精度的2倍。

7.11.4欠频跳闸后重新并网检测

a)调节电网模拟装置与直流电源使运行在额定功率；

b)调节电网模拟装置频率至47.2Hz并保持该电压直至被测逆变器跳闸；

c)调节电网模拟装置频率至47.5Hz-△f并保持两倍的被测逆变器设定的重连时间，被测逆变器

应没有并入电网；

d)调节电网模拟装置频率恢复到50.0Hz并保持此频率直到被测逆变器重新并入电网；

e)记录下从频率恢复额定到被测逆变器并网的时间，此时间即被测逆变器的重连时间；

f)重复检测一次；

g)对于三相逆变器，应先对每相重复步骤a）到f），再对三相整体重复步骤a）到f）。

注：△f应取被测逆变器频率精度的2倍。

8检测报告

检测报告应至少包含下列信息。

a)被测逆变器的规格参数，附录B表B.1给出了应记录和说明的参数示例；

b)检测结果，附录B表B.2～表B.6给出了应记录和说明的实际测量结果示例；

c)检测电路框图；

d)所有检测配置状况和程序的细节信息；

e)检测实验室被认可要求的所有附加信息。

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AA

附录A

（规范性附录）

检测曲线

阶跃函数定义：

只有输入信号可以改变，其它参数保持为正常值。阶跃函数：

P(t)Au(tti)Pb................................................................................................................(A.1)

式中：

P(t)——输入信号；

A——斜率；

u(t)——被试设备的阶跃函数，t<0时，u(t)=0；t>0时，u(t)=1；

Pb——阶跃函数起始点对应的输入信号的数值；

图A.2阶跃函数

图中：tt——断开时间；

PN——输入量的正常值；

PT——输入量的断开幅值；

PU——阶跃函数的最终值；

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ti——阶跃函数起始点对应的时刻；

t0——计算断开时间时采用的时间起点；

tr——检测信号从Pb升高到PU所用的时间，该值应小于20ms；

th——至少是跳闸时间设定值的2倍；

ti————斜坡函数起始点对应的时刻；

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BB

附录B

（资料性附录）

检测文档

表B.1生产商提供的被测逆变器规格参数（示例）

基本资料

制造厂家：

被测逆变器型号：

厂家地址：

直流输入侧

开路电压

直流输入电压范围：

直流输入额定功率：

直流输入最大电流：

交流输出侧

连接方式：L-N□L-N-G□A/B/C□A/B/C-N□A/B/C-N-G□

（满足哪一项在后面打“√”）

交流输出额