PAGE1PAGE6光伏并網(wǎng)逆變器能效測試技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了光伏并網(wǎng)逆變器在能效測試中的技術(shù)要求和方法，包括總體原則和要求、測量儀表及讀數(shù)要求、檢測框圖、測試項目及測試方法、效率要求和評價報告。本文件適用于并網(wǎng)型光伏逆變器，為實驗室測試運(yùn)行條件下的能效評估。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB20840.2互感器第2部分：電流互感器的補(bǔ)充要求GB20840.3互感器第3部分：電磁式電壓互感器的補(bǔ)充技術(shù)要求GB26860電力安全工作規(guī)程發(fā)電廠和變電站電氣部分GB/T19964光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定GB/T30427并網(wǎng)光伏發(fā)電專用逆變器技術(shù)要求和試驗方法GB/T37409光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器檢測技術(shù)規(guī)范NB/T32004光伏發(fā)電專用逆變器技術(shù)規(guī)范NB/T32008光伏發(fā)電站逆變器電能質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)程N(yùn)B/T32032光伏發(fā)電站逆變器效率檢測技術(shù)要求CNCACTS0002光伏并網(wǎng)逆變器中國效率技術(shù)條件術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。GB/T19964、GB/T32008、GB/T30427、NB/T32004、NB/T32032、CNCACTS0002界定的及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1光伏并網(wǎng)逆變器photovoltaicgrid-connectedinverter將太陽電池發(fā)出的直流電變換成交流電后饋入電網(wǎng)的電氣設(shè)備。3.2電網(wǎng)模擬器a.c.utilitysimulator用來模擬公共電網(wǎng)特性的裝置，其電壓和頻率可調(diào)。3.3光伏方陣模擬器photovoltaicarraysimulator用來模擬太陽能電池板陣列靜態(tài)和動態(tài)電流、電壓特性的功率源。3.4太陽輻照度solarglobalirradiance入射于水平表面單位面積上的全部太陽輻射通量(W/m2)。3.5標(biāo)準(zhǔn)測試條件standardtestconditions；STC輻照度為1000W/m2，光譜分布為AM1.5，組件溫度為25℃，相對濕度≤90%，海拔高度不超過2000m，大氣壓強(qiáng)為86kPa~106kPa的測試工況。3.6最大功率點(diǎn)maximumpowerpoint；MPP光伏組件在特定光照、溫度等條件下能達(dá)到的最大功率輸出點(diǎn)。3.7最大功率點(diǎn)跟蹤maximumpowerpointtracking；MPPT對因光伏方陣表面溫度變化和太陽輻照度變化而產(chǎn)生的輸出電壓與電流的變化進(jìn)行跟蹤控制，使方陣一直保持在最大輸出工作狀態(tài)，以獲得最大的功率輸出的自動調(diào)整行為。3.8靜態(tài)MPPT效率staticmaximumpowerpointtrackingefficiency(ηMPPTstat)在輻照強(qiáng)度恒定工況下，在一定的測量周期內(nèi)被測光伏并網(wǎng)逆變器直流側(cè)輸入的電能與光伏方陣模擬器理論上在最大功率點(diǎn)提供直流電能的比值。3.9動態(tài)MPPT效率dynamicmaximumpowerpointtrackingefficiency(ηMPPTdyn)在輻照強(qiáng)度變化工況下，在一定的測量周期內(nèi)被測光伏并網(wǎng)逆變器直流側(cè)輸入的電能與光伏方陣模擬器理論上在最大功率點(diǎn)提供直流電能的比值。3.10轉(zhuǎn)換效率conversionefficiency(ηconv)在規(guī)定的測試周期時間內(nèi)，由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。3.11總效率totalefficiency(ηt)在規(guī)定的測量周期內(nèi)，逆變器在交流端口輸出的電能與理論上光伏陣列模擬器（或光伏電池陣列）在該段時間內(nèi)提供的電能的比值。3.12加權(quán)總效率weightedoverallefficiency（ηweighted）在給定直流輸入電壓下，逆變器在規(guī)定的不同負(fù)載點(diǎn)下的加權(quán)效率之和，其權(quán)重系數(shù)由所在地區(qū)日照資源特點(diǎn)而確定。3.13中國效率（ηCN）逆變器不同輸入電壓下反應(yīng)中國日照資源特征加權(quán)總效率的平均值稱為平均加權(quán)總效率，中國效率。總體原則和要求總體原則本文件旨在建立統(tǒng)一的光伏并網(wǎng)逆變器能效測試方法，保障測試結(jié)果的科學(xué)性、公正性和可比性。測試過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境、測試設(shè)備精度等級及校準(zhǔn)規(guī)范，確保數(shù)據(jù)可靠性。測試評價指標(biāo)應(yīng)能夠客觀反映光伏并網(wǎng)逆變器的能效性能，并為行業(yè)產(chǎn)品選型、性能改進(jìn)提供依據(jù)?？傮w要求光伏并網(wǎng)逆變器能效測試前，應(yīng)收集光伏并網(wǎng)逆變器資料、編制測試方案，并搭建測試平臺。光伏并網(wǎng)逆變器能效測試作業(yè)人員和現(xiàn)場作業(yè)安全要求應(yīng)符合GB26860的規(guī)定。光伏發(fā)電站逆變器效率的檢測內(nèi)容應(yīng)包括：靜態(tài)MPPT效率、動態(tài)MPPT效率、轉(zhuǎn)換效率和總效率。逆變器的輸入電能測試，在逆變器直流端口處進(jìn)行。逆變器的輸出電能測試，在逆變器交流端口處進(jìn)行。光伏并網(wǎng)逆變器能效測試完成后，應(yīng)出具檢測報告。檢測報告應(yīng)包括測試時間、測試條件、測試設(shè)備、測試過程和測試結(jié)論等。測量儀表及讀數(shù)要求5.1測量儀表的準(zhǔn)確度應(yīng)符合表1的規(guī)定，測量儀表還需具有連續(xù)數(shù)據(jù)記錄功能。表1測量儀表及準(zhǔn)確度儀表類別電功率表或電能表電壓表電流表電壓或電流互感器準(zhǔn)確度%≤0.2≤0.2≤0.2≤0.25.2各種測量儀表應(yīng)符合國家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，并在檢定有效期內(nèi)。5.3電壓互感器應(yīng)滿足GB20840.3的要求，電流互感器應(yīng)滿足GB20840.2的要求。5.4光伏方陣模擬器能模擬典型光伏I-V特性曲線，滿足GB/T37409的要求，并具備MPP跟蹤功能，電壓輸出范圍應(yīng)覆蓋被測逆變器最大輸入電壓范圍，電壓、電流準(zhǔn)確度不低于±0.5%，動態(tài)響應(yīng)時間小于10ms，輸出穩(wěn)定性良好，紋波電壓應(yīng)不超過1%，支持設(shè)定STC（1000W/m2，AM1.5，25℃）條件及其他可變環(huán)境模擬力。5.5電網(wǎng)模擬器能提供穩(wěn)定、可調(diào)的工頻正弦電壓，頻率控制范圍為45Hz~55Hz，電壓范圍覆蓋被測逆變器輸出電壓，精度不超過±1%，頻率誤差不超過±0.1Hz，波形總諧波畸變率應(yīng)不超過1%，功率容量應(yīng)不低于被測逆變器的額定輸出功率。5.6同一工況下電壓、電流、功率及電能等被測量參數(shù)應(yīng)同時、連續(xù)地進(jìn)行讀數(shù)或記錄，每種被測量參數(shù)應(yīng)重復(fù)獲取三組以上的數(shù)據(jù)，以各組數(shù)據(jù)的平均值作為計算值。檢測框圖光伏并網(wǎng)逆變器效率應(yīng)按照圖1進(jìn)行檢測。圖SEQ圖\*ARABIC1光伏并網(wǎng)逆變器效率檢測框圖測試項目與測試方法靜態(tài)MPPT效率檢測檢測條件靜態(tài)MPPT效率，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下進(jìn)行；逆變器具有多個輸入端口時，每個輸入端口參數(shù)配置應(yīng)與逆變器使用說明書要求一致；除非逆變器使用說明書另作要求，否則光伏模擬器輸出功率應(yīng)平均分配到每個輸入端口；多路MPPT輸入逆變器需測試所有獨(dú)立MPPT通道的效率，在滿足各MPPT通道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一致、控制策略相同、運(yùn)行相互獨(dú)立等條件下，可選取其中一路MPPT在滿載功率條件下進(jìn)行效率測試，該測試結(jié)果可作為整機(jī)效率的代表性參考值；靜態(tài)MPPT效率檢測應(yīng)符合表2的要求；靜態(tài)MPPT效率的檢測應(yīng)與轉(zhuǎn)換效率的檢測同時進(jìn)行。表2靜態(tài)MPPT效率檢測要求光伏方陣模擬器MPP電壓模擬I-U特性曲線光伏方陣模擬器MPP功率與被測逆變器額定直流功率之比0.050.100.200.300.500.751.00UMPPmax(0.8UDCmax)a晶硅組件UMPPmin+0.95ΔU1b…UMPPmin+0.10ΔU1UMPPmin+0.05ΔU1UMPPminUMPPmax(0.7UDCmax)c薄膜組件eUMPPmin+0.95ΔU2d…UMPPmin+0.10ΔU2UMPPmin+0.05ΔU2UMPPmaxUMPPmax為光伏并網(wǎng)逆變器在MPPT工況下可輸出額定功率的直流側(cè)最大電壓值；UMPPmin為光伏并網(wǎng)逆變器在MPPT工況下可輸出額定功率的直流側(cè)最大電壓值；UDCmax為光伏并網(wǎng)逆變器直流輸入側(cè)能承受的最大電壓值；a在UMPPmax和0.8UDCmax兩者之間選取最小值；bΔU1為UMPPmax和0.8UDCmax兩者選取最小值與UMPPmin之間的差額；c在UMPPmax和0.7UDCmax兩者之間選取最小值；dΔU2為UMPPmax和0.7UDCmax兩者選取最小值與UMPPmin之間的差額；e如被測逆變器不適用薄膜組件，這些測量點(diǎn)可不測量。檢測方法按照圖1連接光伏方陣模擬器、被測光伏并網(wǎng)逆變器以及相關(guān)的測量設(shè)備；根據(jù)7.1.1規(guī)定的檢測條件調(diào)節(jié)光伏方陣模擬器來模擬光伏方陣的I-U輸出特性；被測逆變器輸出穩(wěn)定后，測量輸入電壓和輸入電流，測量時間為3min；應(yīng)在測試報告中記錄被測逆變器穩(wěn)定時間，當(dāng)被測逆變器在MPPT模式下無法穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)至少等待5min再進(jìn)行測量。數(shù)據(jù)計算與評估利用公式（1）計算靜態(tài)MPPT效率ηMPPTstatηMPPTstat=i=1n(UDC,i式中：ηMPPTstat——靜態(tài)MPPT效率；n——采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)，取3min內(nèi)的采樣點(diǎn)個數(shù)；UDC,i——直流輸入電壓的瞬時值，V；IDC,i——直流輸入電流的瞬時值，A；ΔT——采樣周期，不應(yīng)大于100ms，s；PMPP_PVS——光伏方陣模擬器實際能輸出的MPP功率，W；TM——檢測時間，TM=n×ΔT，s。 動態(tài)MPPT效率檢測檢測條件調(diào)節(jié)光伏方陣模擬器輸出曲線參數(shù)，使輻照度G=1000W/m2工況下對應(yīng)的等于被測設(shè)備額定輸入功率PDC，使UMPP對應(yīng)被測設(shè)備額定輸入電壓，環(huán)境溫度波動應(yīng)不超過±2℃。被測逆變器具有多個直流輸入端口時，每個輸入端口參數(shù)配置應(yīng)與逆變器使用說明書要求一致。除非逆變器使用說明書另作要求，光伏方陣模擬器輸出功率應(yīng)平均分配到每個輸入端口。光伏方陣模擬器輻照度參數(shù)變化曲線應(yīng)滿足圖2的要求，光伏方陣模擬器的輸出特性參數(shù)應(yīng)符合NB/T32032的規(guī)定。注：t1與t2的時間間隔為輻照度上升時間；t3與t4的時間間隔為輻照度下降時間；t2與t3的時間間隔為輻照度峰值保持時間；t4與t5的時間間隔為輻照度谷值保持時間。圖SEQ圖\*ARABIC2動態(tài)MPPT輻照度波動曲線檢測步驟低輻照度檢測低輻照度檢測，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下進(jìn)行；按照圖1連接光伏方陣模擬器、逆變器以及相關(guān)的檢測設(shè)備；待被測逆變器輸出穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)光伏方陣模擬器輻照度參數(shù)按照圖2曲線變化并記錄輸入電壓和輸入電流，圖中參數(shù)應(yīng)滿足表3的要求；應(yīng)在測試報告中記錄被測逆變器穩(wěn)定時間，若被測逆變器在MPPT模式下無法穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)至少等待5min再進(jìn)行測量。表3低輻照度動態(tài)MPPT檢測輻照度變化量：100W/m2-500W/m2測試序列循環(huán)次數(shù)變化速率W/(m2·s)上升時間(s)峰值保持時間(s)下降時間

(s)谷值保持時間(s)120.58001080010221400104001033220010200104431331013310565801080106875710571071010401040108101429102910910202010201010103013101310111050810810高輻照度檢測高輻照度檢測，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下進(jìn)行；按照圖1連接光伏方陣模擬器、逆變器以及相關(guān)的檢測設(shè)備；被測設(shè)備輸出穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)光伏方陣模擬器輻照度參數(shù)按照圖2曲線變化并記錄輸入電壓、輸入電流，圖中參數(shù)應(yīng)滿足表4的要求；檢測時應(yīng)在測試報告中記錄被測逆變器穩(wěn)定時間，若被測逆變器在MPPT模式下無法穩(wěn)定運(yùn)行時，應(yīng)至少等待5min再進(jìn)行測量。表4高輻照度動態(tài)MPPT檢測輻照度變化量：300W/m2-1000W/m2測試序列循環(huán)次數(shù)變化速率

W/(m2·s)上升時間(s)峰值保持時間(s)下降時間

(s)谷值保持時間(s)11010701070102101450105010310203510351041030231023105105014101410610100710710啟動與停機(jī)檢測按照圖1連接光伏方陣模擬器、逆變器及相關(guān)的檢測設(shè)備；在被測設(shè)備已停機(jī)至少5min的工況下，調(diào)節(jié)光伏方陣模擬器輻照度按照圖2曲線變化，圖中的參數(shù)滿足表5的要求；記錄被測光伏并網(wǎng)逆變器的啟停機(jī)次數(shù)，記錄啟動和停機(jī)時的輻照度、輸入電壓值和輸入電流值。表5啟動與停機(jī)檢測輻照度變換量：2W/m2~100W/m2變化速率W/(m2s)上升時間(s)峰值保持時間(s)下降時間(s)谷值保持時間(s)0.19803098030數(shù)據(jù)計算與評估利用公式（2）計算單次動態(tài)MPPT效率ηMPPTdyn,j，利用公式（3）計算整體動態(tài)MPPT效率ηMPPTdyn,j=i=1n(U式中：ηMPPTdyn,j——單次動態(tài)MPPT效率；n——采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)，取3min內(nèi)的采樣點(diǎn)個數(shù)；UDC,i——直流輸入電壓的瞬時值，V；IDC,i——直流輸入電流的瞬時值，A；ΔTi——采樣周期，不應(yīng)大于100ms，s；m——光伏方陣模擬器輸出曲線簇包含I?U特性曲線的數(shù)量，取3min內(nèi)的采樣點(diǎn)個數(shù)；ΔTj——光伏方陣模擬器每條I?U特性曲線的持續(xù)時間，s；PMPP_PVS,j——光伏仿真模擬器每條I?U特性曲線的最大功率值，W。ηMPPTdyn=1Nj=1Nη式中：ηMPPTdyn——整體動態(tài)MPPT效率；N——測試序列數(shù)量；ηMPPTdyn,j——測試序列中第j次的動態(tài)MPPT效率。轉(zhuǎn)換效率檢測條件轉(zhuǎn)換效率檢測應(yīng)在被測設(shè)備熱穩(wěn)定后進(jìn)行，轉(zhuǎn)換效率的檢測應(yīng)符合表6的要求；被測逆變器具有多個直流輸入端口時，則每個輸入端口參數(shù)配置應(yīng)與制造商的要求一致，除非制造商另行規(guī)定，光伏方陣模擬器輸出功率應(yīng)平均分配到每一個輸入端口；轉(zhuǎn)換效率的檢測宜與靜態(tài)MPPT效率的檢測同時進(jìn)行。表6轉(zhuǎn)換效率檢測要求光伏方陣模擬器MPP電壓模擬I-U特性曲線被測逆變器輸入直流功率與額定交流功率之比0.050.100.200.300.500.751.00UMPPmax(0.8UDCmax)a晶硅組件UMPPmin+0.95ΔU1b…UMPPmin+0.10ΔU1UMPPmin+0.05ΔU1UMPPminUMPPmax(0.7UDCmax)c薄膜組件eUMPPmin+0.95ΔU2d…UMPPmin+0.10ΔU2UMPPmin+0.05ΔU2UMPPmaxUMPPmax為光伏并網(wǎng)逆變器在MPPT工況下可輸出額定功率的直流側(cè)最大電壓值；UMPPmin為光伏并網(wǎng)逆變器在MPPT工況下可輸出額定功率的直流側(cè)最大電壓值；UDCmax為光伏并網(wǎng)逆變器直流輸入側(cè)能承受的最大電壓值；a在UMPPmax和0.8UDCmax兩者之間選取最小值；bΔU1為UMPPmax和0.8UDCmax兩者選取最小值與UMPPmin之間的差額；c在UMPPmax和0.7UDCmax兩者之間選取最小值；dΔU2為UMPPmax和0.7UDCmax兩者選取最小值與UMPPmin之間的差額；e如被測逆變器不適用薄膜組件，這些測量點(diǎn)可不測量。檢測步驟調(diào)節(jié)光伏方陣模擬器的輸出特性，按照圖1連接光伏方陣模擬器、被測逆變器以及相關(guān)的檢測設(shè)備；被測逆變器輸出穩(wěn)定后，記錄光伏并網(wǎng)逆變器的直流輸入電壓、直流輸入電流、交流輸出電壓和交流輸出電流，記錄時間為3min；應(yīng)在測試報告中記錄被測逆變器穩(wěn)定時間，被測逆變器在MPPT模式下無法穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)至少等待5min再進(jìn)行測量。數(shù)據(jù)計算與評估利用公式（4）計算轉(zhuǎn)換效率ηconv并將結(jié)果填入檢測報告，根據(jù)檢測結(jié)果繪制被測設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率分布等值線圖。被測設(shè)備內(nèi)部設(shè)置的修改、測量中異?，F(xiàn)象和測量步驟的更改都應(yīng)記錄在檢測報告中。ηconv=i=1nUAC,i式中：ηconv——轉(zhuǎn)換效率；n——交流側(cè)采樣點(diǎn)總數(shù)，取3min內(nèi)的采樣點(diǎn)總數(shù)；UAC,i——交流輸出電壓的瞬時值，V；IAC,i——交流輸出電流的瞬時值，A；ΔTi——交流側(cè)采樣周期，不應(yīng)大于100ms，s；m——直流側(cè)采樣點(diǎn)總數(shù)，取3min內(nèi)的采樣點(diǎn)總數(shù)；UDC,j——直流輸入電壓瞬時值，V；IDC,j——直流輸入電壓瞬時值，A；ΔTj——直流側(cè)采樣周期，不應(yīng)大于100ms，s?？傂试O(shè)備總效率ηt可利用靜態(tài)MPPT效率ηMPPTstat和轉(zhuǎn)換效率ηconv的乘積計算，見公式（5）。ηt＝ηconv·ηMPPTstat (seqfulu_equation_1332452900575755405)式中：ηt——總效率；ηconv——轉(zhuǎn)換效率；ηMPPTstat——靜態(tài)MPPT效率。平均加權(quán)總效率平均加權(quán)總效率ηt_ave是根據(jù)被測光伏并網(wǎng)逆變器使用地區(qū)輻照度的情況，對其運(yùn)行的效率進(jìn)行綜合評估。評估綜合效率的方法見公式（6）、公式（7），參照NB-T32032，中國各地區(qū)光伏并網(wǎng)逆變器加權(quán)效率的權(quán)重系數(shù)加權(quán)因子的系數(shù)參見表7。ηt_ave=ηt_1+ηt_2+ηweighted＝k1·ηt_ave1＋k2·ηt_ave2＋k3·ηt_ave3＋k4·ηt_ave4＋k5·ηt_ave5＋k6·ηt_ave6 (seqfulu_equation_1332452900575755407)式中：ηt_ave——同一MPP功率下計算所得的平均效率；ηt_i——同一MPP功率、不同直流輸入電壓下計算所得總效率；ηweighted——綜合效率；ki——加權(quán)因子；ηt_avei——各MPP功率下的計算所得的平均效率。表7中國各地區(qū)光伏并網(wǎng)逆變器加權(quán)效率的權(quán)重系數(shù)逆變器負(fù)載率0.050.100.250.500.751.00權(quán)重系數(shù)k1k2k3k4k5k6加權(quán)值I類地區(qū)0.010.030.120.350.420.08Ⅱ類地區(qū)0.010.040.160.420.340.05Ⅲ類地區(qū)0.020.060.210.410.280.02Ⅳ類地區(qū)0.040.070.250.410.220.02注：對于每類地區(qū)包含的具體區(qū)域，請參考附錄內(nèi)容。中國效率中國效率ηCN為逆變器不同輸入電壓下反應(yīng)中國日照資源特征加權(quán)總效率的平均值，其計算公式見公式（8）加權(quán)因子的系數(shù)參見表8。ηCN＝k1·ηt_ave1＋k2·ηt_ave2＋k3·ηt_ave3＋k4·ηt_ave4＋k5·ηt_ave5＋k6·ηt_ave6＋k7·ηt_ave7 (seqfulu_equation_1332452900575755408)式中：ηCN——中國效率；ki——加權(quán)因子；ηt_avei——各MPP功率下的計算所得的平均效率。表8中國太陽能資源區(qū)光伏并網(wǎng)逆變器加權(quán)系數(shù)逆變器負(fù)載率0.050.100.250.30.500.751.00權(quán)重系數(shù)k1k2k3k4k5k6k70.020.030.060.120.250.370.15效率要求對于逆變器，決定其電流轉(zhuǎn)換的效率包括動態(tài)MPPT效率、靜態(tài)MPPT效率和轉(zhuǎn)換效率。要求測試計算所得的動態(tài)MPPT效率不應(yīng)低于90%，靜態(tài)MPPT效率不應(yīng)低于99%。逆變器的最大效率ηmax（ηmax＝max{ηt}）和中國效率ηCN不應(yīng)低于表9的要求。轉(zhuǎn)換效率包含了所有輔助電源及控制用電損耗。對于外接獨(dú)立專用隔離變壓器的逆變器，可不帶變壓器按非隔離型逆變器轉(zhuǎn)換效率限值進(jìn)行考核；也可以帶隔離變壓器按隔離型逆變器轉(zhuǎn)換效率限值進(jìn)行考核，