對于光伏發(fā)電系統來(lái)說(shuō)光伏逆變器效率是一個(gè)極其重要的參數，同樣，光伏逆變器效率測試也是逆變器性能測試中一個(gè)重要檢測項目。光伏逆變器效率包括最大功率點(diǎn)跟蹤效率、轉換效率，本文根據國標要求對光伏逆變器效率測試中轉換效率測試、最大功率點(diǎn)跟蹤效率測試內容及測試平臺進(jìn)行詳細介紹。

一光伏逆變器逆變效率要求

　　根據NB/T 32004光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)規范要求不帶隔離變壓器型逆變器的轉換效率最大值應不低于96%，帶隔離變壓器型逆變器的轉換效率最大值應不低于94%。

　　注：

　　最大功率點(diǎn)跟蹤效率：根據不同輻照強度G和組件溫度T，保證從光伏方陣中得到最大的功率輸出PMPP。

　　轉換效率：有效的將可利用的直流功率PDC轉換成交流功率PAC。

01轉換效率

　　轉換效率是指在規定的測試周期TM內，光伏逆變器在交流端口輸出的電能與在直流端口輸入的電能的比值，計算公式如下所示：

　　式中：

　　PAC(t)——逆變器在交流端口輸出功率的瞬時(shí)值；

　　PDC(t)逆變器在直流端口輸入功率的瞬時(shí)值。

02光伏逆變器最大功率點(diǎn)跟蹤效率

　　最大功率點(diǎn)跟蹤效率效率反映了逆變器的最大功率點(diǎn)在PV功率特性曲線(xiàn)上的設置精度。最大功率點(diǎn)跟蹤效率分為靜態(tài)效率和動(dòng)態(tài)效率。兩個(gè)效率均是通過(guò)對逆變器輸入端的電壓和電流瞬時(shí)值采樣來(lái)測定。

　　1. 靜態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤效率

　　靜態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤效率由下列測量值的平均值決定：

　　其中：

　　UDC,i——逆變器輸入電壓的采樣值；

　　IDC,i——逆變器輸入電流的采樣值；

　　TM——總測量周期；

　　ΔT——連續兩個(gè)采樣值之間的周期。

　　靜態(tài)MPPT 效率反映的是在給定靜態(tài)PV 組件的特性曲線(xiàn)上，逆變器調節跟蹤最大功率點(diǎn)的精度。

　　注：UDC,i和IDC,i必須是同一時(shí)間的采樣值。

　　2. 動(dòng)態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤效率

　　靜態(tài)MPPT 效率沒(méi)有考慮輻照強度變化及逆變器在不同運行工作點(diǎn)間的過(guò)渡轉換等因素，動(dòng)態(tài)MPPT效率則可用來(lái)評估逆變器暫態(tài)過(guò)程中的效率特性，定義如下：

　　其中：

　　ΔTj——PMPP,PVS,j的采樣間隔；

　　ΔTi——UDC,i、IDC,i的采樣間隔。

二轉換效率測試

　　靜態(tài)轉換效率的檢測按照下表1所示規范操作，并且轉換效率的測量與靜態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤效率的測量同時(shí)進(jìn)行。

表1：靜態(tài)轉換效率測試規范

光伏方陣模擬器最大功率點(diǎn)電壓	I/U特性稱(chēng)	光伏方陣模擬器最大功率點(diǎn)功率與額定直流功率之比PMPP,PVS/PDC,N(c)
		0.05	0.10	0.20	0.25	0.30	0.50	0.75	1.00
UMPPmax（0.8UDCmax）（a）	晶硅組件
0.8UDC,N	晶硅組件
UMPPmin	晶硅組件
UMPPmax（0.7UDCmax）（a）	薄膜組件（b）
UDC,N	薄膜組件（b）
UMPPmin	薄膜組件（b）
a:兩者中應選取較低的值，保證被測逆變器在最大功率點(diǎn)跟蹤模式運行時(shí)沒(méi)有收到直流輸入電壓的影響。 b：不和薄膜組件一起工作的被測逆變器，這些測量點(diǎn)可不測量。 c：N標示額定，PDC,N即額定直流功率。

　　根據上述規定測試條件調節光伏方陣模擬器的輸出特性，待被測逆變器輸出穩定后，開(kāi)始測量下列數據，記錄時(shí)間為10min。

　　輸入直流電壓UDC；

　　輸入直流電流IDC；

　　輸出交流電壓UAC；

　　輸出交流電流IAC。

　　如果被試逆變器輸出一直不穩定，等待不小于5min后，可采用動(dòng)態(tài)MPPT效率計算公式計算轉換效率并填入檢測報告?；蛘?，采用下式以及表2中的參數評估效率：

　　η=a1η1+ a2η2+ a3η3+ a4η4+ a5η5+ a6η6

　　式中：

　　a1、a2、a3、a4、a5、a6——加權因子；

　　η1、η2、η3、η4、η5、η6——各功率下的測量所得靜態(tài)最大效率點(diǎn)跟蹤效率或轉換效率。

表2：加權因子和各功率等級

加權因子	A1	A2	A3	A4	A5	A6
	0.03	0.06	0.13	0.1	0.48	0.2
PMPP,PVS/PDC,N	1	2	3	4	5	6
	0.05	0.1	0.2	0.3	0.5	1

三動(dòng)態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤效率測試

　　動(dòng)態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)效率的測試必須按照下列程序進(jìn)行。歸一化輻照強度是輻照強度與標準測試條件(STC)下輻照強度的百分比，歸一化輻照強度100%標示輻照強度是25℃時(shí)1000W/㎡的輻照條件。低輻照強度與中等輻照強度之間變動(dòng)時(shí)的測試程序如圖1所示，中等輻照強度和強輻照強度之間變動(dòng)時(shí)的測試程序如圖2所示。

01低輻照強度與中等輻照強度測試

圖示1：低輻照強度和中等輻照強度之間變動(dòng)時(shí)的測試程序

　　注：n次循環(huán)，每個(gè)循環(huán)包括上升時(shí)間t1，在高值上的駐留時(shí)間t2，下降時(shí)間t3和最后在低值上的主流時(shí)間t4

10%~50%動(dòng)態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤試驗

02中等輻照強度和強輻照強度測試

圖示2：中等輻照強度和強輻照強度之間變動(dòng)時(shí)的測試程序

　　注：n次循環(huán)，每個(gè)循環(huán)包括上升時(shí)間t1，在高值上的駐留時(shí)間t2，下降時(shí)間t3和最后在低值上的主流時(shí)間t4

　　30%~100%動(dòng)態(tài)最大功率點(diǎn)跟蹤試驗

四光伏逆變器效率測試平臺

圖示3：逆變器效率測試平臺

　　如上圖光伏逆變器效率測試平臺所示，主要由太陽(yáng)能光伏模擬電源、電網(wǎng)模擬電源、WP4000變頻功率分析儀構成。

　　利用光伏模擬電源控制輸入直流信號，模擬太陽(yáng)能電池輸出的電壓電流，完成標準要求各測點(diǎn)參數測量，測試數據通過(guò)以太網(wǎng)送往上位機軟件，上位機軟件對數據進(jìn)行分析處理，完成試驗報表輸出。

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