AMETEK 光伏逆变器测试解决方案-张龙

13 November 2018 AMETEK 光伏逆变器测试解决方案 张 龙 18501907447 long.zhang@ametek.com Ametek程控电源事业部 -区域销售经理 AMETEK总部位于美国宾夕法尼亚州伯温市 年销售额超过 40亿美元 分为两大事业群 •电子仪器 (7 个事业部 ) •电动机械 (4 个事业部 ) 阿美特克全球拥有超过 15000名员工 ， 150 个营运公司横跨美国和其他 30个国家。 专注于提供差异化及高附加值的产品和服务，以帮助客户解决问题。 © AMETEK INC. November 13, 2018 | Slide 2 AMETEK 公司介绍 标准产品与工程解决方案 标准产品： 全球最广的程控电源产品线 - 直流电源 - 交流电源 - 模块化电源 - 电子负载 - 数采设备 工程解决方案 - 太阳能阵列模拟器 - 光伏模拟 - 电池模拟系统 - 大电流研发测试系统 - 等等 © AMETEK INC. November 13, 2018 | Slide 4 光伏逆变器的连接 光伏逆变器测试应用 Solar Inverter Testing Terrestrial Solar Array Simulators From Single Panels to Megawatt installations Regenerative Grid Simulators From 15KVA To 1100KVA PV Inverter Test Software Ametek太阳能阵列模拟产品历史 • 应用 : 卫星研发与生产测试 • 功能 : 模拟卫星太阳能面板的运转，支持静态及动 态模式例如地影、自旋 • 优点 : 模块化设计， 1到任意数目通道可灵活配置 – 全集成 – 全保障 – 全球支持 地面光伏阵列模拟器 • 提供三种不同版本 : – 针对 300-600W, 低电压的微型逆变器 – 非隔离的到 600V每通道 – 隔离的到 1000V每通道 • 静态模拟 : – 各种种类的太阳能面板的曲线 – 不同的面板配置 – 多重功率点曲线 • 动态模拟基于光照和温度变化而产 生变化的 IV曲线 • 模拟各种太阳能装置需要做的各种 测试项目 ETS-单机方案 型号 ETS60 ETS80 ETS150 ETS600 ETS1000 开路电压 (Voc) 60V 80V 150V 600V 1000V 短路电流 (Isc) 14A 10.5A 5.6A 8,17,25A 5,10,15A 支持 MPPT频率 250Hz(*) 250Hz(*) 250Hz(*) 200Hz 200Hz 输出隔离 (Vpk) ± 600 ± 600 ± 600 ± 600 ± 1400 (*)可支持达 1ms的快速 dithering设计的直流优化器的测试 •输出噪声 (在满负载下 1.8米长的输出线缆末端通过并联 1μF的电容来测量 ) 600V: 2 Vpp 1000V: 0.6 Vpp 功率扩展 : 低功率的四个型号支持串并联，满足测试需求 600V、 1000V几乎可无限并联扩展，支持 1MW以上的系统功率输出 关键参数 光伏模拟器需要高响应速度的电源 IV曲线分辨率高，计算的 IV曲线足够平滑，贴 近光伏阵列的真实情况。 应当尽可能平滑以符合真实太阳阵的情况。 ETS电源 采用 1024个点的分辨率并 16比特线性 内插，等效 65K个点的效果 ，平滑度极佳 。 动态模拟时的 IV曲线更新速率 ， EN50530里面 有定义的最快辐照度变化速率为 100W/m2每秒 ， 我们 采取的是将辐照度自动线性内插的方式， 每秒更新 128条曲线 ，以确保 IV曲线是连续平 滑变化的 良好追踪 无法追踪 不同 MPPT速度下的光伏模拟器输出对照 左侧的图形是 Elgar光伏模拟器的测 试结果，其输出相当精确地符合预 设的 IV曲线 右侧的图形是另一家产品的测试结 果，当 MPPT追踪频率上升后，偏 差也越来越大 如果是真实的光伏面板，其输出会 严格按照其 IV曲线。当模拟器电源 的输出开始偏离 IV曲线，到达一定 程度就会出现不稳定的情况 Competitor Competitor Competitor Voc=450V, Isc=4.5A, FF=0.8, Curve equation=Sandia Labs Voc=450V, Isc=4.7A, Technology=c-Si, Curve equation=EN50530 较低的泄露电流设计 • 测试非隔离的逆变器时，光伏模拟器的泄漏电流必须足够低，以避免逆变器的漏 电流监测装置被触发而进入保护状态。 • 1000V ETS 泄漏电流 输出对机壳地，直流： 0.1 mA @ 500Vdc 输出对机壳地，交流： 1 mA @ 200Vpp, 60Hz • 600V ETS 泄漏电流 输出对机壳地，直流： 0.1 mA @ 500Vdc 输出对机壳地，交流： 5 mA @ 200Vpp, 60Hz (5kW) 7 mA @ 200Vpp, 60Hz (10kW) 10 mA @ 200Vpp, 60Hz (15kW) 较低电流噪声 电流噪声指标优异。电流噪声直接影响到 MPPT的精度，噪声越高，精度越差 （ 光伏模 拟器实际配合逆变器工作输出功率时都是处于 CC模式控制电流，电流噪声实际上比开路 时的电压噪声对于 MPPT的影响更大 ） ETS 电流峰峰值 65mA，其他品牌为 735mA. 直观灵活的控制软件 动态辐照度文档 内嵌真实光伏面板数据库 实时 MPPT追踪效率表现 多路独立控制 鼠标操作选择 IV曲 线及天气文档 创建自定义 IV曲线 集成的太阳能电池板数据库 真实的动态模拟 • 只需预定义一条在标准状态下的 IV曲线，以及辐照 /温度随时间的 变化情况， ETS会自动完成剩下的工作。 • 辐照 /温度数据时间间隔： 1秒。 模拟器还会以每秒 128步的速率进行内插，以使得给出的 IV曲线非 常接近真实的光伏阵列在实际环境下的表现。 • 辐照 /温度数据时间长度： 无上限！ • 可设置辐照度范围： 0-1,999 W/m2 • 可设置温度范围： -100 to +100 C • 辐照 /温度模拟量输入：允许输入两个外部的模拟 量信号来模拟辐照度和温度的变化， ETS可自动 根据这两个信号来调整 IV曲线！ 独有的阵列模拟 开放给客户自定义阵列的每块面板的辐照度情况以自动生成多重 MPP曲线的功能 电网模拟功能 电网模拟  防孤岛  电网扰动  失相  电压跌落与中断  电压上升  频率扰动  直流注入  生成叠加谐波后的波形来测试逆 变器的追踪能力  间谐波承受能力测试 国家能源局 NB/T 32004-2018-光伏并网逆变器技术规范 标准名 标准号 /条款号 检验项目 光伏并网逆变 器技术规范 NB/T32004-2018/11.4.2 电气参数 NB/T32004-2018/11.4.3.3 转换效率 NB/T32004-2018/11.4.4.1.1 谐波和波形畸变 NB/T32004-2018/11.4.4.1.2 功率因数 NB/T32004-2018/11.4.4.1.3 三相电流不平衡度 NB/T32004-2018/11.4.4.1.4 直流分量 NB/T32004-2018/11.4.4.2 有功功率控制 NB/T32004-2018/11.4.4.3 电压 /无功调节 NB/T32004-2018/11.4.4.4 电压适应性 NB/T32004-2018/11.4.4.5 故障穿越 NB/T32004-2018/11.4.4.6 频率适应性 NB/T32004-2018/11.4.4.7.1 谐波适应性 NB/T32004-2018/11.4.4.7.2 间谐波适应性 NB/T32004-2018/11.4.4.7.3 三相电压不平衡适应性 NB/T32004-2018/11.4.4.7.4 电压波动和闪变适应性 NB/T32004-2018/11.5.4 极性或相序错误保护 NB/T32004-2018/11.5.8 防孤岛保护 回馈式电网模拟器 MX/RS MX系列： 15kVA – 270kVA RS系列： 90kVA – 2MVA以上 MX-45 (45KVA) RS-90 (90KVA)  程控电源： AC,DC,AC+DC模式  交流相电压档位： 150Vrms/300Vrms/400Vrms /650Vrms  具备任意波形生成能力 ， 波形可编辑点数为 1024个 。  具备谐波生成及分析能力  单相三相输出，三相可使用不同波形（甚至包含直 流成分）  可使用序列或事件编程及多种电压谐波环境模拟来 进行公共电网干扰模拟测试 。  支持 AC/DC可再生模式 ， 能够 100%吸收反灌能量 。  支持高电压穿越，输出电压可达 650V L-N  支持低电压穿越，可实现便捷的零穿测试  逆变器输出端短路测试 可再生模式 -SNK 不具备可再生模式 需耗能： 220KW 具备可再生模式 需耗能： 30KW 高电压穿越对电网模拟器提出的新挑战  高电压穿越测试要求电网模拟器最高输出 130%~140%的额定电压  50-100KW逆变器的交流端额定电压常见在 600V L-L乃至 800V L-L，即 346V L-N及 461V L-N，上浮 30%即要求电网模拟器输出电压高达 450V L-N及 600V L-N 低电压穿越 叠加谐波扰动 测试逆变器在存在较大失真的公共电网中的表现 间谐波 -Interharmonic 间谐波电压注入  范围： 不小于 1Hz~2400Hz,可同时 输出 49种不同频率的间谐波  叠加功能：输出电压间谐波叠功能  间谐波总含量调节范围： ≥ 0.1%~10%（ 1Hz~2400Hz）  单次间谐波电压调节范围： ≥ 0.1%~10%（ 1Hz~2400Hz）  调节最小步长： 0.1%UN  调节精度： ≤ ±0.5V 强大而灵活的电压和频率步进控制 电源模拟电网电压从 240V逐步降至 195V，测试结果是逆变器跟随电压变化在 205V时关闭 逆变器启动 逐步降低电压 逆变器关闭 简易的主从并联  主从模式，主机自动识别、控制从机  只需 System Interface Cable即可  从机可独立操作（需 MB选件） Thank you for your time … 9250 Brown Deer Road San Diego, CA. 92121 Tel. +1.858.450.0085 www.programmablepower.com