图1 使用常规电源的测试方案 图2 使用MX的测试方案
传统的测试平台需要使用负载来吸收逆变器的能量，负载将这部分能量转化为热能耗散掉，在测试大功率的逆变器时散热就成了一个大问题，相应的实验室必须能够提供足够的散热条件，而要解决散热问题就又会产生相应的能耗。简单的计算：假设需测试100KW的逆变器，需要给该实验室提供115KW的电能给直流光伏模拟器（以光伏模拟器的转化效率为0.90，逆变器的效率为0.95来折算），逆变器产生的100KW能量用负载耗散掉，散热又需要空调耗能105KW（以空调的效率为0.95来折算），也就是说该实验室需要至少220KW才能进行100KW逆变器的测试。而MX/RS系列独有的可再生模式，允许将高达85%的吸收能量反灌回电网，这也就大大减少了能量的损耗。 
图3 使用常规电源测试100KW逆变器所需的实验室能耗（示意图）
图4 使用AMETEK MX/RS测试100KW逆变器所需的实验室能耗（示意图）
由于MX/RS是直接吸收逆变器的反灌能量，这也就使得MX/RS能够实时监控逆变器的输出功率，从而可以针对逆变器可能出现的异常预先定义保护措施，提高测试系统的安全性。待测逆变器如果长时间超负荷输出，轻则造成自身损坏，严重的甚至可能会损坏周边的整套测试设备。MX/RS提供的预先保护措施，经过客户简单的设置就可以避免这种情况的发生。 
图5 MX/RS设置的针对逆变器的保护
通过设置允许逆变器反灌回MX/RS的最大电流上限（图5中“REGEN CURR”栏中的数值，可针对A/B/C三相设置不同的值），MX/RS会一直监测输入电流，当出现电流超过该限值的情况时，MX/RS会自动升高电压，以使得逆变器降低其输出电流，维持在上限值以内。当然电压的抬高也必须在一定范围以内，一般情况下我们会限定为电网标准电压的110%（图5中“OVER VOLT”栏中的数值）。如果MX/RS将电压抬高到110%后而逆变器的反灌电流仍然超过限值，此时MX/RS在经过一个若干秒的等待时间（图5中“Delay F”栏中的数值）后就会直接改变电路的频率（图5中“dFREQ”栏中的数值），以使得逆变器下线停止工作。更进一步地，假如逆变器在电网频率改变后仍然没有停止工作，那么在另一个若干秒的等待时间后（图5中“DELAY R”栏中的数值），MX/RS会关断输出。
图6 在0度角处的电压跳变 图7 在90度角处的电压跳变
再以交流侧的过欠频保护为例。这也是逆变器并网测试的必测项目。还是以VDE4105的规定为例，该规范是要求逆变器在电网频率低于47.5Hz或者高于51.5Hz时能够在100毫秒以内脱网。这项测试的一个难点是在于普通示波器难以捕捉到频率发生跳变的那个时间节点，因为难以在示波器上设置合适的触发条件。MX/RS可以提供额外的触发信号来供客户使用，在其后面板处有专门的Trigger Out输出端子，可以在电压或者频率发生跳变的瞬间同时给出一个TTL信号，以便示波器精确地抓取到跳变发生时刻的波形。 
图8 频率跳变时Trigger Out端口同时输出TTL信号
在进行短路保护测试时，MX/RS支持在连接逆变器状态下直接利用外部电路进行短路测试，而无需预先使逆变器转换到孤岛状态。我们使用RS90在一台100KW逆变器上进行了实际的短路测试，证实即使在电压被外部电路强制拉低到0V的情况下，MX/RS系列仍然能够确保在逆变器关闭之前持续稳定的工作，从而能够使用较为简单的测试方案完成短路保护的测试，而无需连接RLC并花费大量时间来调配至平衡状态。
图9 短路测试电路示意图
图10 将A/B/C三相短路后的电流波形 图11 将A/B/C三相和地短路后的电流波形
图14 使用RS在实际逆变器上进行的电压跌至0V的测试
综上所述，阿美特克MX/RS系列可再生交直流电源凭借其先进的功能、强大的性能、丰富的配套软件能力，可以充分满足光伏逆变器的各种测试需求，并大幅减轻测试平台和测试操作的复杂度，大大提高了整体系统的可靠性和安全性，不失为逆变器测试平台的优先选择。| 欢迎光临 电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/) | Powered by Discuz! 7.0.0 |