艾德克斯IT7300系列可编程交流电源在光伏并网逆变器测试中的应用

摘要：随着光伏并网发电的发展，越来越多的并网发电系统并入电网，由于电网自身特征，对光伏并网逆变器的性能提出了严格的测试要求。本文主要针对并网逆变器的电网频率响应测试，反孤岛效应测试和低压穿越测试三项测试需求，介绍艾德克斯电子的IT7300可编程交流电源在其中的作用。

一、 光伏并网逆变器

光伏并网逆变器是光伏系统能量转换与控制的核心，是把太阳能电池所输出的直流电转换成符合电网要求的交流电再输入电网的设备。逆变器效率的高低影响着光伏发电系统效率的高低，因此，逆变器的性能保障非常重要。




二、 光伏并网逆变器测试需求

由于要通过光伏并网逆变器直接将电能转化为与电网同频同相的正弦波电流馈入电网，那么电网的任何变动都会对光伏逆变器正常运作产生影响，因此对逆变器性能的测试中逆变器对于电网变动的反应是十分重要的测试项目。下面详细介绍一下逆变器电网频率响应测试、反孤岛效应测试以及低电压穿越测试三项测试内容。



1.电网频率响应测试。测试逆变器是否在规定的频率范围内（电压正常的情况下）逆变器可以正常工作；在规定的频率范围段，逆变器正常运行规定的时间后，停止并网供电；在规定的频率范围外则认为电网频率异常，并网逆变器停止工作。其频率响应时间必须满足下表要求

2.反孤岛效应测试。“孤岛”是指公共电网停止供电后，由于光伏逆变器的存在，使电网停电区部分线路仍维持带电状态，形成电力供应的“孤岛”。此状态可能会带来一系列的安全隐患和事故纠纷，危及人身安全，造成设备损坏，因此就有了反孤岛效应的测试标准。标准中要求包括：电网失压时，防孤岛效应保护必须在2秒内完成，将光伏系统与电网断开。反孤岛效应的检测分为被动式和主动式两种。被动式孤岛检测方法通过检测逆变器输出是否偏离并网标准规定的范围，其中有电压和频率检测法，是通过可编程交流电源模拟电压频率变化使其超出孤岛检测设定阀值，从而检测到孤岛的发生。但在逆变器输出功率与局部负载功率平衡时无法检测出孤岛效应的发生。主动式孤岛检测方法通过控制逆变器输出电压和频率与电网的电压和频率存在一定的误差（误差在标准允许范围内），当电网工作正常时，由于锁相电路的矫正作用，逆变器输出电压频率与电网电压频率的误差始终在一个较小的范围内；但是当电网出现故障时与之前的误差累积，从而导致误差进一步增加，直到超过标准的规定，触发孤岛效应保护电路。该方法检测精度高，检测盲区小。反孤岛检测需要一台可编程交流电源来实现，因为在测试过程中需要不断的调节模拟电网的电压频率的变化，使电网和逆变器输出我误差超过标准规定范围，或者模拟电网的突然失电，来触发防孤岛保护电路。IT7300可编程交流电源电压频率精准的连续可调，可用于反孤岛效应测试。

3.低电压穿越（LVRT）测试。对于光伏电站当电力系统事故或扰动引起光伏发电站并网电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，光伏发电站能够保证不脱网连续运行，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压区域（我国光伏并网逆变器LVRT的测试标准见下图）。




由以上测试项目的介绍可以发现，要实现光伏并网逆变器的这些性能测试，需要提供一个功能强大的交流电源，能够满足模拟电网的上述变化特征的需求。

三、 艾德克斯IT7300系列可编程交流电源

艾德克斯电子多年一直致力于电源及电源测试领域的研究，针对交流电更大范围及更复杂的变动特性，研发推出了IT7300系列可编程交流电源，该系列电源可提供模拟各种正常及异常的交流电输入情况，并能量测待测物重要的电性能参数，满足光伏并网逆变器上述测试的要求。



IT7300系列交流电源电压规格为0~500V,频率在45Hz~500Hz范围内可调，满足电网模拟的电压和频率要求。使用者可以直接通过面板上的按键实时设定所需电源的波形，模拟电压、频率缓升降、电源瞬断、突波、特定相位角开启或关闭等特性，根据需要模拟电网的各种正常及异常状况，能够更有效地实施并网逆变器性能测试。

IT7300系列交流电源还提供LIST功能，可模拟标准正弦波，突波和陷波，且波形上升和下降沿可设定，拟合交流正弦波形幅值递增和递减的情况。List波形可以根据需要自行设定电压有效值，频率，上升和下降时间、延时时间等参数，因此对于编辑测试标准中电网电压故障跌落直到恢复的变化过程，并自动运行变化，实现低电压穿越测试。

艾德克斯电子的IT7300系列交流电源提供功能强大且稳定的交流电源，模拟待测物实际工作环境，完成待测物相关性能的测试。该系列交流电源除了可以应用于光伏领域的测试还可应用于电子电机产业、照明、航空、军工等广泛领域。