AMETEK电源应对光伏并网逆变器技术规范新要求的方案 — 使用AMETEK RS/MX系列电网模拟器可完成逆变器测试规范中“间谐波”测试内容

时间:2019-03-09 16:23来源:

摘要:功能强大的AMETEKRSMX系列电网模拟器不仅能够帮助研发及测试人员测试光伏并网逆变器的常规功能,还能满足新标准中的谐波和间谐波相关测试要求,无需添加额外的专属设备。因此,AMETEKRSMX系列电网模拟器可以大大减轻测试和验证的工作量的同时,还可以节省额外设备的资金投入和空间占用。

介绍
       随着光伏产业的不断发展,整个电网对于光伏并网逆变器的品质和能力的要求也越来越高。在现有的逆变器测试标准中常规的电气特性要求如过欠压、过欠频、防孤岛等项目的出发点在于验证逆变器对于电网的耐受度以及不允许引入不安全的隐患,低电压穿越、高电压穿越、无功注入等项目则进一步要求逆变器能够针对电网的异常状况给予相应的补偿和支持,以帮助改善电网的品质。据了解,国家将出台新的光伏并网逆变器技术规范,其中除了原  有的对于谐波适应性要求,还加入了对于间谐波的定义和适应性要求。
       功能强大的AMETEK RS/MX系列电网模拟器不仅能够帮助研发及测试人员测试光伏并网逆变器的常规功能,还能满足新标准中的谐波和间谐波相关测试要求,无需添加额外的专属设备。因此,AMETEK RS/MX系列电网模拟器可以大大减轻测试和验证的工作量的同时,还可以节省额外设备的资金投入和空间占用。
 
逆变器测试标准对其电能质量适应性的新要求
       新的光伏并网逆变器技术规范中对于逆变器电网适应性的要求进一步提高,旨在保证逆变器在电网质量较差的情况下仍能正常工作从而提高其工作稳定性。因此,新的测试法规中加入了对于谐波以及间谐波适应性的定义和适应性要求,同时给出了测量的计算方法和条件。
 
新的技术规范中定义
谐波(分量):对于周期性交流量进行傅里叶级数分解,得到的频率为基波频率大于1整数倍的分量。
谐波次数(h):谐波频率与基波频率的整数比。
间谐波(分量):对于周期性交流量进行傅里叶级数分解,得到的频率与不等于基波频率整数倍的分量。
间谐波次数(ih):间谐波频率与基波频率的比值。


最新间谐波适应性要求
当并网点的间谐波值满足GB/T 24337的规定时,逆变器应能正常运行。如下图:


测试仪器准确度要求
 

常见的间谐波干扰源
ž       变流装置
ž       交流电弧炉
ž       通断控制的电气设备
 
间谐波的危害
间谐波具有谐波引起的所有危害,一般来说,其危害主要表现在下述方面:
ž       产生闪变
ž       导致显示屏闪烁
ž       造成滤波器谐振、过负荷
ž       引起通讯干扰
ž       引起电动发电机附加力矩
ž       引起过零点监测误差
ž       引起感应线圈噪声
ž       影响脉冲接收器正常工作
       间谐波的主要危害之一是引起照明闪烁,Pst=1为闪变通用限值。该技术规范中也标明了Pst=1时间谐波电压含有率对应间谐波次数(间谐波频率)的对应关系,如下图:

 

AMETEK电网模拟器应用于逆变器测试
        AMETEK集团旗下的California Instruments品牌 RS/MX系列电网模拟器能够在16-500Hz 工作频率范围内支持高达100%额定功率的双向功率输入输出,是全功能的四象限电源;支持相电压高达650Vrms的输出,精度高达0.3V;支持谐波和间谐波的设置;支持单相/三相输出,三相可使用不同波形(甚至包含直流成分)来模拟/测试真实供电环境;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。
 
AMETEK RS/MX系列电网模拟器

        因此使用AMETEK RS/MX系列电网模拟器可以使得整个测试环境的搭建不需要其他负载或电源设备的介入,在模拟电网各种状态的同时完全吸收来自于逆变器的功率,使得整个测试更接近逆变器真实工作状态;同时RS/MX能够实时监控逆变器的工作状态,可以通过预设的安全限值来确保逆变器处于正常的工作范围内。
        AMETEK RS/MX系列电网模拟器属于A类仪器,可以用来进行需要准确测量的场合,例如计量、仲裁等。


使用RS/MX系列电网模拟器测试逆变器方案

AMETEK电网模拟器的谐波及间谐波发生功能
       AMETEK RS/MX系列电网模拟器采用最新的DSP技术,能够生成谐波抗扰度测试所需的谐波波形。通过Windows图形化用户界面程序, 用户可以为高达50次谐波指定幅值和相位来定义谐波波形,从而达到标准中对逆变器测试谐波适应性的要求。
 

 
        RS/MX系列电网模拟器在选装了 -413选件后即具备了间谐波的输出能力。 -413选件是针对EMC IEC61000-4-13间谐波测试而研发的功能,RS/MX系列电网模拟器的软件集成了该标准所需的测试步骤和参数,使得客户能简单便捷的执行IEC61000-4-13的测试。客户可根据被测产品对应的类型选择所需的测试。其软件界面如下图。


        RS/MX系列电网模拟器添加 -413选件后,即可获得相应的间谐波输出功能,该功能使得上文标准中要求的Pst=1时间谐波测试得以实现。以30<Fih≤32Hz为例,标准要求间谐波电压含有率为0.43%,此时的系统频率为50Hz,标称电压为230V,使用RS/MX系列软件中的interharmonic generation功能可得到该输出。
        首先在软件输出主界面中设置标称电压230V如下图:


       然后进入软件的interharmonic generation界面设置间谐波频率为31Hz,间谐波含有率为0.43%如下图:


        控制电源输出即可得到标准要求的标称电压230V,系统频率50Hz,间谐波频率31Hz,间谐波含有率0.43%的输出用于测试光伏并网逆变器间谐波适应性。
 
总结
        逆变器技术在不断的进步,其对应的测试要求也随之不断提高,这也要求了逆变器的测试设备的能力需要不断提高,此文介绍的电网模拟器的谐波及间谐波输出能力的要求很清晰的证明了这一点。作为功能强大的电网模拟器,其应该能够在尽可能以简单的系统配置满足更精准的更多样的逆变器测试要求。
        AMETEK旗下的California Instruments品牌RS/MX系列电网模拟器仅需要简单地添加-413选件即可满足间谐波输出功能,无需额外设备,完美的应对了新的技术规范的要求,很好的实现了测试需求,为客户的测试工作提供了强大的支持。
 
AMETEK集团公司和程控电源事业部简介
        阿美特克是电子仪器和机电设备的全球领导者,年销售额约为48亿美金。阿美特克的增长立足于四个核心战略:卓越运营、战略收购、全球市场拓展和创新产品。公司的目标是使每股盈利保持两位数的年增长率和较高的总资本回报率。阿美特克普通股是标准普尔500指数成员。
        AMETEK 程控电源事业部是AMETEK旗下的子公司, 目前包含的品牌有 California Instruments, Sorensen, ELGAR, AMREL, VTI, 具有全球最广的程控电源产品线,为多个领域的不同客户提供完善的解决方案。
※程控电源部官网:www.programmablepower.cn

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※技术支持邮箱:app.asia@ametek.com
※维修服务邮箱:cnrepair.ppd@ametek.com
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