《光伏材料检测技术》课件-逆变器的检测

逆变器的检测主讲教师：目录CONTENTS01.逆变器电性能的检测02.防孤岛效应的检测逆变器电性能的检测PART01一、逆变器电性能的检测（一）输出电压变化范围测试电路如下图在输入电压以额定值的90%~120%进行变化、输出为额定功率时，用电压表测量其输出电压值，不超过额定值的10%。一、逆变器电性能的检测（二）输出频率

（三）输出电压波形失真度（正弦波）输入电压及输出功率为额定值时，用失真仪（示波器）测量输出电压的最大波形失真度，应≤5%（正弦波）。一、逆变器电性能的检测（四）效率输入电压为额定值时，测量负载为满载75%时的效率，应符合输出功率≥75%额定功率时，其效率应≥80%。（五）噪声当输入电压为额定值时，在设备高度1/2、正面距离3m用声级计分别测量50%额定负载与满载时的噪声，应≤65dB。一、逆变器电性能的检测（六）带载能力当输入电压与输出功率为额定值时，检查逆变器的连续可靠工作时间，应不低于4h。当输入电压为额定值、输出功率为额定值的125%时，检查逆变器的连续可靠工作时间，应不低于1min。当输入电压为额定值、输出功率为额定值的150%时，检查逆变器的安全工作时间，应不低于10s。一、逆变器电性能的检测（七）静态电流断开负载后，用电流表在逆变器输入端测量其输入直流电流，不应超过额定输入电流的3%或自耗电功率<1W。一、逆变器电性能的检测（八）绝缘电阻逆变器直流输入与机壳间的绝缘电阻≥50MΩ。逆变器交流输出与机壳间的绝缘电阻≥50MΩ。一、逆变器电性能的检测（八）绝缘电阻绝缘强度逆变器直流输入与机壳间应能承受频率50Hz、正弦波交流电压500V、历时1min的绝缘强度试验，无击穿或飞弧现象。逆变器交流输出与机壳间应能承受频率50Hz、正弦波交流电压1500V、历时1min的绝缘强度试验，无击穿或飞弧现象。一、逆变器电性能的检测（九）保护功能欠压保护：使输入电压低于标称值90%时，逆变器应能自动关机保护。过电流保护：使逆变器工作电流超过额定值50%时，逆变器应能自动保护。（十）短路保护通过降低可变负载电阻至0（或移出负载电阻而短接终端），使逆变器交流输出短路，逆变器应能自动保护。一、逆变器电性能的检测（十一）极性反接保护逆变器的正极输入端连接到直流电源负极，逆变器的负极输入端连接到直流电源正极，逆变器应能自动保护。一、逆变器电性能的检测（十二）防雷电保护逆变器应具有雷电保护功能。目测检查是否有防雷器件，或按防雷器件的技术指标要求用雷击试验仪对其进行雷击电压波与电流波的试验，应能保证吸收预期的冲击能量此外，逆变器的高压输出端应使用安全插座，其电极不会被人手触及。单相逆变器不要连到三相负载；光伏系统逆变器的交流输出必须依照供电系统的要求接地。防孤岛效应的检测PART02二、防孤岛效应的检测当电力公司的供电，因故障事故或停电维修而跳脱时，各个用户端的太阳能并网发电系统未能即时检测出停电状态而将自身切离市电网路，而形成由太阳能并网发电系统和周围的负载形成的一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛状态。一般来说，孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响。二、防孤岛效应的检测电力公司输电线路维修人员的安全危害。01影响配电系统上的保护开关动作程序。02电力孤岛区域所发生的供电电压与频率的不稳定现象。03当电力公司供电恢复时所造成的相位不同步问题。04太阳能供电系统因单相供电而造成系统三相负载的欠相供电问题。05二、防孤岛效应的检测。防止孤岛效应的基本点和关键点是电网断电的检测。通常在配电开关跳脱时，如果太阳能供电系统的供电量和电网负载需求量之间的差异很大，市电网路上的电压及频率将会发生很大的变动，此时可以利用系统软硬件所规定的电网电压的过（欠）电压保护设置点及过（欠）频率保护设置点来检测电网断电，从而防止孤岛效应。二、防孤岛效应的检测可是当太阳能供电系统的供电量与网路负载需求量平衡或差异很小时，则当配电开关跳脱后，并网系统附近市电网路上的电压及频率的变动量将不足以被保护电路所检测到，还是会有孤岛效应的产生。虽然出现这种情况的概率并不高，但在光伏并网系统大规模应用的情况下，孤岛效应必须万无一失的得到防止。二、防孤岛效应的检测表孤岛效应最大检测时间的限制状态断电后电压幅值断电后电压频率允许的最大检测时间A0.5Vnom①6cyclesB0.5Vnom<V<0.88Vnom2secondsC2secondsD1.10Vnom<V<1.37Vnom2secondsE2cyclesFVnom6cyclesGVnom6cycles二、防孤岛效应的检测指电网电压幅值的正常值。对于中国的单相市电，为交流220V（有效值）。Vnom指电网电压频率的正常值。对于中国的单相市电，为50HZ。fnom二、防孤岛效应的检测孤岛效应检测技术，一般可分成被动式及主动式两类。被动式检测技术一般是利用监测市电状态，如电压、频率作为判断市电是否故障的依据。而主动检测法，则是由电力逆变器定时产生干扰讯号，观察市电的是否受到影响以做为判断依据，因为市电可以看为是一个容量无穷大的电压源。二、防孤岛效应的检测（一）被动式检测方法由于发生孤岛情况时，其电压及频率均不稳定，被动式检测方法利用此点效应来判断是否发生孤岛情况。依参考的电力参数不同，可分成以下方法：二、防孤岛效应的检测（一）被动式检测方法一般的太阳能发电系统均会装置四种保护电路：过电压保护、低电压保护、过频率保护及低频率保护。这四种保护电路提供了最基本的保护功能，一旦逆变器的输出电压、输出频率超过正常的范围时，即将市电视为有故障发生，保护电路即会将并网系统切离市电网路。利用保护电路监测电压谐波检测法急剧相位偏移检测二、防孤岛效应的检测（一）被动式检测方法此方法适用于电流控制型变流器，因电流控制型变流器主要参考信号为市电电压，当市电故障时，并网逆变器的输出电流可能在电力变压器上产生失真的电压波形，而此失真的电压波形被采集再回授成为逆变器输出电流的参考波型，即会造成逆变器输出电压将含有较大的谐波成分，因此可由此点判断是否发生孤岛情况。利用保护电路监测电压谐波检测法急剧相位偏移检测二、防孤岛效应的检测（一）被动式检测方法此方法用以检测当市电突然断电时，电力逆变器的电压及电流相位差由负载决定，当相位偏移超过某一范围时，即表示市电发生故障，则将太阳能发电系统脱离市电网路。但若负载所造成的相位差并不大时，则无法检测出来。利用保护电路监测电压谐波检测法急剧相位偏移检测二、防孤岛效应的检测（二）主动式检测方法主动式检测方式是通过控制变流器输出或外加阻抗等方式主动扰动系统。当发生孤岛情况时，主动扰动将造成系统的不稳定，即使是在发电输出功率与负载功率平衡的状态下，也会通过扰动破坏功率平衡状态，造成系统的电压、频率有明显变动，再通过控制单元检测出来而将太阳能发电系统与市电隔离，防止孤岛现象的发生。主动方法主要有下列几种方式：二、防孤岛效应的检测（二）主动式检测方法01.输出电能变动方式通过控制变流器的输出，施以系统周期性的有功电能或无功电能扰动，当市电中断时，由于系统失去稳定的参考电源，扰动将造成系统电压或频率明显的变动，而检测出孤岛现象。二、防孤岛效应的检测（二）主动式检测方法02.加入电感或电容器此方法是在电力系统输配线路上加装一电感或电容器，当市电中断或故障时，即将电感或电容器并入，通过无效功率破坏系统平衡状态，达到对电压、频率的扰动，使太阳能发电系统能检测到并与市电解除并联。其中插入的并联阻抗应容量小且短时间插入为宜，以免对系统造成过大影响而发生误动作。二、防孤岛效应的检测（二）主动式检测方法03.自动频率偏移方式此方式通过偏移市电电压采样信号的频率来做为变流器的输出电流频率，造成对系统频率的扰动，即而由频率保护电路来检出孤岛现象，但此法会造成会造成系统供电的不稳定以及输出功率因数降低的缺点。二、防孤岛效应的检测给出了防孤岛效应保测试电路原理图，K1为被测逆变器的网侧分离开关，K2为被测逆变器的负载分离开关。负载采用可变RLC谐振电路，谐振频率为被测逆变器的额定频率（50/60Hz），其消耗的有功功率与被测逆变器输出的有功功率相当。二、防孤岛效应的检测测试步骤如下闭合K1，断开K2，启动逆变器。通过调节直流输入源，使逆变器的输出功率PEUT等于额定交流输出功率，并测量逆变器输出的无功功率QEUT；使逆变器停机，断开K1；二、防孤岛效应的检测测试步骤如下通过以下步骤调节RLC电路使得Qf=1.0±0.05；RLC电路消耗的感性无功满足关系式：QL=Qf×PEUT=1.0×PEUT；接入电感L，使其消耗的无功等于QL；并入电容C，使其消耗的容性无功满足关系式：QC+QL=-QEUT；最后并入电阻R，使其消耗的有功等于PEUT。二、防孤岛效应的检测测试步骤如下闭合K2接入RLC电路，闭合K1，启动逆变器，确认其输出功率符合步骤a）的规定。调节R、L、C，直到流过K1的基频电流小于稳态时逆变器额定输出电流的1%。断开K1，记录K1断开至逆变器输出电流下降并维持在额定输出电流的1%以下之间的时间。二、防孤岛效应的检测测试步骤如下调节有功负载（电阻R）和任一无功负载（L或C）以获得表2中阴影部分参数表示的负载不匹配状况；表4-5-2中的参数表示的是偏差的百分比，符号表示的是图4-5-2中流经开关K1的有功功率流和无功功率流的方向，正号表示功率流从逆变器到电网；每次调节后，都应记录K1断开至逆变器输出电流下降并维持在额定输出电流的1%以下之间的时间；若记录的时间有任何一项超过步骤。记录的时间，则表2中非阴影部分参数也应进行试验。二、防孤岛效应的检测测试步骤如下对于试验条件B和C，调节任一无功负载（L或C），使之按表3的规定每次变化1%。表4-5-3中的参数表示的是图4-5-2中流经开关K1的无功功率流的方向，正号表示功率流从逆变器到电网；每次调节后，记录K1断开至逆变器输出电流下降并维持在额定输出电流的1%以下之间的时间；若记录的时间呈持续上升趋势，则应继续以1%的增量扩大调节范围，直至记录的时间呈下降趋势。以上步骤中记录的时间都应符合逆变器应在2s内停止向电网供