功率分析儀的低電壓穿越分析功能在光伏逆變器的應(yīng)用

一、概述

       使用功率分析儀 PW8001 和 CN056 LVRT 分析軟件，可以評估光伏逆變器的 LVRT 功能。

       為滿足光伏逆變器研發(fā)領(lǐng)域中對于電壓跌落后的不間斷并網(wǎng)運(yùn)行的評估，HIOKI 提供了搭載有 LVRT（Low Voltage Ride Through）功能 的專用軟件。為光伏逆變的品質(zhì)評估提供強(qiáng)有力的支持。

二、測量對象

       可用于新能源領(lǐng)域，如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等的高壓電路光伏逆變器（PCS）

三、問題

       在風(fēng)力和光伏發(fā)電市場中（圖 1），光伏逆變器肩負(fù)著影響發(fā)電系統(tǒng)整體效果的重要作用（圖 2）。近年來，隨著再生能源再利用概念的推進(jìn)， 對能統(tǒng)管發(fā)電能源的光伏逆變器的需求也在急速增長。而對于光伏逆變器的檢測，每個(gè)國家都有自己的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，其中對于品質(zhì)的重要 判斷指標(biāo)之一就是 LVRT 功能。

       LVRT（Low Voltage Ride Though）功能，是指大量系統(tǒng)并網(wǎng)或因雷電發(fā)生瞬間的電壓跌落（瞬降）時(shí)仍能保持不間斷并網(wǎng)運(yùn)行的功能。 以光伏發(fā)電為首的發(fā)電系統(tǒng)，在大量接入電力系統(tǒng)或因雷電發(fā)生欠壓現(xiàn)象時(shí)，若發(fā)電設(shè)備和電力系統(tǒng)的連接發(fā)生中斷，就會對系統(tǒng)造成 巨大的影響。甚至某些情況下，電力系統(tǒng)的供電也會停止，從而導(dǎo)致發(fā)生大規(guī)模停電（圖 3）。因此，光伏逆變器需要做到在電力系統(tǒng)出 現(xiàn)欠壓時(shí)，也能保證系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行且穩(wěn)定提供電力。而對發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行 LVRT 功能的評估，是做到上述要求的確認(rèn)手段。

四、LVRT 功能評估系統(tǒng)的整體概念如下方圖示（圖 4）。

       LVRT 功能的標(biāo)準(zhǔn)因國家而異。例如，中國的光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范 NB/T32004-2018 中做了如下要求（圖 5）：

（1）當(dāng)連接點(diǎn)的電壓降到 0 時(shí)，逆變器應(yīng)能不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行 0.15s。(t0 ～ t1)

（2）當(dāng)連接點(diǎn)的電壓降到 20％時(shí)，需要保持并網(wǎng)狀態(tài)連續(xù)運(yùn)行 625ms。(t2)

（3）電壓下降后 2 秒內(nèi)若不能恢復(fù)到額定電壓的 90％，則允許光伏逆變器從電網(wǎng)中切斷。(t3)

       如果連接點(diǎn)的電壓在圖線上方，要求光伏逆變器應(yīng)能不脫網(wǎng)持續(xù)運(yùn)行。如果連接點(diǎn)的電壓在圖線下方，逆變器可以從電網(wǎng)切出。

五、參考標(biāo)準(zhǔn)

       相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)示例

       IEC61400-21-1           風(fēng)力渦輪機(jī)的電特性測量和評估

       IEC TS 62910:2020     光伏逆變器的 LVRT 功能評估測試步驟

       VDE-ARN-N 4105      分布式電壓并網(wǎng)的運(yùn)營支持 ：

       GB/T 19964                光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)要求 ：中國

       NB/T 32004-2018      光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范 ：中國

       JEAC 9701-2019        系統(tǒng)并網(wǎng)規(guī)程 ：日本

六、解決方案

       通過 LVRT 功能分析專用軟件“CN056 LVRT 分析軟件"，協(xié)助客戶進(jìn)行 LVRT 功能評估（圖 6）

       可根據(jù)客戶的情況自定義設(shè)置，例如按照各國標(biāo)準(zhǔn)或公司要求進(jìn)行分析等。

       利用軟件讀取 PW8001 獲取的波形數(shù)據(jù)，按照 IEC61400-21 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行半波運(yùn)算后，以報(bào)告書形式輸出結(jié)果（圖 7、圖 8）。

       HIOKI 能提供別測量精度和高功能的功率分析儀 PW8001 及多種電流傳感器。使用一臺設(shè)備除了能進(jìn)行 LVRT 測試，還能完成效率評 估或 IEC 諧波 / 閃變，間諧波測量 ※1 。　

       如果選擇 U7001 單元，可以測量 AC/DC1500 V 的高電壓，搭配選件 VT1005，甚至還能測到 5000V 的高電壓。

       ※1 ：Ver2.00 以上將支持 IEC 諧波 / 閃變，間諧波功能

七、使用機(jī)器

    功率分析儀                PW8001             HIOKI 產(chǎn)品

    AC/DC 高壓分壓器      VT1005            HIOKI 產(chǎn)品

    電流傳感器                                           HIOKI 產(chǎn)品

    LVRT 分析軟件              CN056             HIOKI 產(chǎn)品

（1）使用 CN056 LVRT 分析軟件，就能評估光伏逆變器的重要功能之一的 LVRT 功能。

（2）按照各國標(biāo)準(zhǔn)或公司要求，根據(jù)客戶的情況自定義設(shè)置

（3）使用一臺設(shè)備即可完成光伏逆變器的功能評估及其他綜合效率評估。

（4）可廣泛應(yīng)用于認(rèn)證測試、性能評估、系統(tǒng)測試等光伏逆變器研究機(jī)構(gòu)或產(chǎn)線