AMETEK電源應(yīng)對光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范新要求的方案

—使用AMETEK RS/MX系列電網(wǎng)模擬器可完成逆變器測試規(guī)范中“間諧波”測試內(nèi)容

介紹

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，整個電網(wǎng)對于光伏并網(wǎng)逆變器的品質(zhì)和能力的要求也越來越高。在現(xiàn)有的逆變器測試標(biāo)準(zhǔn)中常規(guī)的電氣特性要求如過欠壓、過欠頻、防孤島等項(xiàng)目的出發(fā)點(diǎn)在于驗(yàn)證逆變器對于電網(wǎng)的耐受度以及不允許引入不安全的隱患，低電壓穿越、高電壓穿越、無功注入等項(xiàng)目則進(jìn)一步要求逆變器能夠針對電網(wǎng)的異常狀況給予相應(yīng)的補(bǔ)償和支持，以幫助改善電網(wǎng)的品質(zhì)。據(jù)了解，國家出臺新的光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范，其中除了原有的對于諧波適應(yīng)性要求，還加入了對于間諧波的定義和適應(yīng)性要求。

功能強(qiáng)大的AMETEK RS/MX系列電網(wǎng)模擬器不僅能夠幫助研發(fā)及測試人員測試光伏并網(wǎng)逆變器的常規(guī)功能，還能滿足新標(biāo)準(zhǔn)中的諧波和間諧波相關(guān)測試要求，無需添加額外的專屬設(shè)備。因此，AMETEK RS/MX系列電網(wǎng)模擬器可以大大減輕測試和驗(yàn)證的工作量的同時，還可以節(jié)省額外設(shè)備的資金投入和空間占用。

逆變器測試標(biāo)準(zhǔn)對其電能質(zhì)量適應(yīng)性的新要求

新的光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范中對于逆變器電網(wǎng)適應(yīng)性的要求進(jìn)一步提高，旨在保證逆變器在電網(wǎng)質(zhì)量較差的情況下仍能正常工作從而提高其工作穩(wěn)定性。因此，新的測試法規(guī)中加入了對于諧波以及間諧波適應(yīng)性的定義和適應(yīng)性要求，同時給出了測量的計(jì)算方法和條件。

新的技術(shù)規(guī)范中定義

諧波(分量)：對于周期性交流量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解，得到的頻率為基波頻率大于1整數(shù)倍的分量。

諧波次數(shù)(h)：諧波頻率與基波頻率的整數(shù)比。

間諧波(分量)：對于周期性交流量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解，得到的頻率與不等于基波頻率整數(shù)倍的分量。

間諧波次數(shù)(ih)：間諧波頻率與基波頻率的比值。

原諧波適應(yīng)性要求

當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)的諧波值滿足GB/T 14549的規(guī)定時，逆變器應(yīng)能正常運(yùn)行。如下圖：

最新間諧波適應(yīng)性要求

當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)的間諧波值滿足GB/T 24337的規(guī)定時，逆變器應(yīng)能正常運(yùn)行。如下圖：

測試儀器準(zhǔn)確度要求

常見的間諧波干擾源

ž變流裝置

ž交流電弧爐

ž通斷控制的電氣設(shè)備

間諧波的危害

間諧波具有諧波引起的所有危害，一般來說，其危害主要表現(xiàn)在下述方面：

ž產(chǎn)生閃變

ž導(dǎo)致顯示屏閃爍

ž造成濾波器諧振、過負(fù)荷

ž引起通訊干擾

ž引起電動發(fā)電機(jī)附加力矩

ž引起過零點(diǎn)監(jiān)測誤差

ž引起感應(yīng)線圈噪聲

ž影響脈沖接收器正常工作

間諧波的主要危害之一是引起照明閃爍，Pst=1為閃變通用限值。該技術(shù)規(guī)范中也標(biāo)明了Pst=1時間諧波電壓含有率對應(yīng)間諧波次數(shù)(間諧波頻率)的對應(yīng)關(guān)系，如下圖：

AMETEK電網(wǎng)模擬器應(yīng)用于逆變器測試

AMETEK集團(tuán)旗下的California Instruments品牌 RS/MX系列電網(wǎng)模擬器能夠在16-500Hz 工作頻率范圍內(nèi)支持高達(dá)100%額定功率的雙向功率輸入輸出，是全功能的四象限電源;支持相電壓高達(dá)650Vrms的輸出，精度高達(dá)0.3V;支持諧波和間諧波的設(shè)置;支持單相/三相輸出，三相可使用不同波形(甚至包含直流成分)來模擬/測試真實(shí)供電環(huán)境;可使用序列或事件編程及多種電壓諧波環(huán)境模擬來進(jìn)行公共電網(wǎng)干擾模擬測試。

AMETEK RS/MX系列電網(wǎng)模擬器

因此使用AMETEK RS/MX系列電網(wǎng)模擬器可以使得整個測試環(huán)境的搭建不需要其他負(fù)載或電源設(shè)備的介入，在模擬電網(wǎng)各種狀態(tài)的同時完全吸收來自于逆變器的功率，使得整個測試更接近逆變器真實(shí)工作狀態(tài);同時RS/MX能夠?qū)崟r監(jiān)控逆變器的工作狀態(tài)，可以通過預(yù)設(shè)的安全限值來確保逆變器處于正常的工作范圍內(nèi)。

AMETEK RS/MX系列電網(wǎng)模擬器屬于A類儀器，可以用來進(jìn)行需要準(zhǔn)確測量的場合，例如計(jì)量、仲裁等。

使用RS/MX系列電網(wǎng)模擬器測試逆變器方案

AMETEK電網(wǎng)模擬器的諧波及間諧波發(fā)生功能

AMETEK RS/MX系列電網(wǎng)模擬器采用最新的DSP技術(shù)，能夠生成諧波抗擾度測試所需的諧波波形。通過Windows圖形化用戶界面程序， 用戶可以為高達(dá)50次諧波指定幅值和相位來定義諧波波形，從而達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中對逆變器測試諧波適應(yīng)性的要求。

RS/MX系列電網(wǎng)模擬器在選裝了 -413選件后即具備了間諧波的輸出能力。 -413選件是針對EMC IEC61000-4-13間諧波測試而研發(fā)的功能，RS/MX系列電網(wǎng)模擬器的軟件集成了該標(biāo)準(zhǔn)所需的測試步驟和參數(shù)，使得客戶能簡單便捷的執(zhí)行IEC61000-4-13的測試。客戶可根據(jù)被測產(chǎn)品對應(yīng)的類型選擇所需的測試。其軟件界面如下圖。

RS/MX系列電網(wǎng)模擬器添加 -413選件后，即可獲得相應(yīng)的間諧波輸出功能，該功能使得上文標(biāo)準(zhǔn)中要求的Pst=1時間諧波測試得以實(shí)現(xiàn)。以30

首先在軟件輸出主界面中設(shè)置標(biāo)稱電壓230V如下圖：

然后進(jìn)入軟件的interharmonic generation界面設(shè)置間諧波頻率為31Hz,間諧波含有率為0.43%如下圖：

控制電源輸出即可得到標(biāo)準(zhǔn)要求的標(biāo)稱電壓230V，系統(tǒng)頻率50Hz,間諧波頻率31Hz，間諧波含有率0.43%的輸出用于測試光伏并網(wǎng)逆變器間諧波適應(yīng)性。

總結(jié)

逆變器技術(shù)在不斷的進(jìn)步，其對應(yīng)的測試要求也隨之不斷提高，這也要求了逆變器的測試設(shè)備的能力需要不斷提高，此文介紹的電網(wǎng)模擬器的諧波及間諧波輸出能力的要求很清晰的證明了這一點(diǎn)。作為功能強(qiáng)大的電網(wǎng)模擬器，其應(yīng)該能夠在盡可能以簡單的系統(tǒng)配置滿足更精準(zhǔn)的更多樣的逆變器測試要求。

AMETEK旗下的California Instruments品牌RS/MX系列電網(wǎng)模擬器僅需要簡單地添加-413選件即可滿足間諧波輸出功能，無需額外設(shè)備，完美的應(yīng)對了新的技術(shù)規(guī)范的要求，很好的實(shí)現(xiàn)了測試需求，為客戶的測試工作提供了強(qiáng)大的支持。