IEC 62116“并网光伏逆变器 – 防孤岛保护措施测试程序”为评估光伏 (PV) 逆变器的防孤岛性能制定了一套标准化且可重复的程序。满足 IEC 62116 要求的设备可归类为非孤岛型设备,意味着它能够在所有适用运行条件下检测到孤岛状态并立即停止向电网供电。本节介绍了该标准规定的测试设置与方法。
测试电路与元件
IEC 62116 测试电路通过对功率流和负载平衡的精确控制,模拟实际电网状况。其主要目标是复现防孤岛检测的最恶劣情况,即逆变器输出与所连接负载紧密匹配。
主要元件:
- 受测设备 (EUT):通常为 PV 逆变器,连接在直流源与代表电网的交流源之间
- 可调 RLC 负载网络:并联在交流侧,可进行精细的负载平衡调节
- 实时监测电压、电流和功率流的测量仪器
图 3-1 中显示了一个使用 TIDA-010938 的测试设置示例。
该设置能够实现:
- 平衡与不平衡功率状态的模拟
- 受控的电网开关操作(模拟电网断开)
- 对逆变器孤岛检测响应时间的监测
测试程序
IEC 62116 提供了一种标准化方法,用于评估 PV 逆变器在三种输出功率条件下的防孤岛性能:
- 条件 A:最大输出
- 条件 B:最大值的 50–66%
- 条件 C:最大值的 25–33%
表 3-1 显示了这种情况。
表 3-1 试验条件
| 试验 |
逆变器输出功率 |
逆变器输入电压 (VDC) |
关断设置 |
| A |
标称值 |
高于标称值的 90% |
标称关断电压和频率 |
| B |
标称值的 50-66% |
标称值的 50%,+/-10% |
标称关断电压和频率 |
| C |
标称值的 25-33% |
低于标称值的 10% |
标称关断电压和频率 |
- 测试使用调谐至品质因数 Qf = 1.0 +/- 0.05 的 RLC 负载,模拟最恶劣的平衡孤岛情况。负载经过平衡,使流过电网开关 S1 的电流为 0A(额定电流的 +/-1%),代表逆变器输出与本地负载之间实现完美的功率匹配。通过断开 S1 触发孤岛测试,并记录直到逆变器输出电流为零的继续运行时间。
- 随后,根据标准规定的测试条件施加负载不平衡。包括改变有功负载和/或一个无功元件(L 或 C);每次调整后重复测试,并记录继续运行时间。有关试验 A、B 和 C 功率不平衡测试条件的详细信息,请参阅 IEC 62116 标准。
- 合格/不合格判据:所有受测条件下的继续运行时间 < 2 秒。
为评估 TIDA-010938 在严苛运行条件下的防孤岛性能,针对 IEC 62116 规定的试验 A、B、C 最恶劣情况,在无负载不平衡的条件下进行了测试。设计指南中提供了详细的测试结果和分析。