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太阳能产业

解读 | 光伏逆变器“领跑者”认证技术

[ 时间:2015-8-14 ]

光伏发电产品“领跑者”认证计划(简称“领跑者”认证计划)是符合我国当前光伏行业差别化质量管理要求的合格评定制度。“领跑者”认证计划和“基础”认证是相辅相成的两套检测认证体系,“基础”认证的目的是淘汰落后产能,“领跑者”认证的目的是促进先进产品应用。
“基础”认证表明产品的安全及性能和生产厂的质量保证能力已经经过评价和确认;“领跑者”认证是在“基础”认证上对于行业较为关注的指标比如效率、耐久性、寿命、实际发电量等进行的专项评价,其实施形式类似于我国“节能”产品认证体系。
本文将着重围绕光伏系统重要电气设备光伏逆变器的“领跑者”认证技术要求和相关重要事项进行解读,主要目的是为光伏发电项目业主遴选优质高效的逆变器产品提供技术保障。
一、 主要技术特点
1.技术指标更全面
当前我国的光伏逆变器“基础”认证主要评价产品的安全、基本性能指标、保护、EMC和一般使用环境要求。
“领跑者”认证在“基础”认证的基础上对效率(平均加权总效率)和环境适应性(多重环境因子影响)进行综合考核。
2.考核要求更严格
“基础”认证要求对于不带隔离变压器型逆变器的转换效率最大值在96%以上,带隔离变压器型逆变器的转换效率最大值在94%以上。“领跑者”认证要求对于不带隔离变压器型逆变器的平均加权总效率在98%以上,对于带隔离变压器型逆变器的平均加权总效率在96%以上,“领跑者”认证的考核指标远远高于“基础”认证中的要求。
“基础”认证主要考核基于模拟一般工作条件下的低温工作、高温工作、恒定湿热及振动项目。“领跑者”认证的考核主要针对特定应用环境下的低温工作、高温工作、交变湿热、振动、冲击、盐雾项目的综合影响,其模拟特定环境下的试验条件和判定要求较“基础”认证更严格。
二、 技术解读
(一)效率认证
1.认证要求
光伏并网逆变器“领跑者”认证中的效率认证是根据逆变器平均加权总效率测试值确定其对应的效率等级,其中1级为最高,3级最低,2级为达到“领跑者”水平,即2级以上为“领跑者”先进技术产品。由于目前光伏电站建设主要采用的是晶硅组件,因此平均加权总效率的评级是基于晶硅特性曲线测试下的数据,相关对应等级的平均加权总效率要求情况如下所示:
2. 测试设备精度要求及测试方法
1) 测试设备精度要求
参数真有效值 (V,I,P)   设备精度要求     推荐设备精度要求
DC 电压                                 读数的±1%        读数的±0.25%
AC电压                                  读数的±1%        读数的±0.25%
DC电流                                  读数的±1%        读数的±0.5%
AC电流                                  读数的±1%        读数的±0.5%
DC功率                                  读数的±1%        读数的±0.5%
AC功率                                  读数的±1%        读数的±0.5%
AC频率                                     ±0.05Hz               ±0.01Hz
温度                                             ±1℃                    ±0.5℃
DC电流纹波                           读数的±1%        读数的±1%
2) 测试方法
光伏并网逆变器的平均加权总效率需先测试MPPT静态效率、MPPT动态效率、转换效率后进行计算。
(二)环境适应性认证
1.一般说明
光伏逆变器产品认证需满足标准中A-F类环境中1种以上环境类别对应的项目考核。依据的标准是CNCA/CTS 0048-2014《光伏逆变器特定环境技术要求》,该标准规定了光伏逆变器受温度(高温和低温)、湿度、盐雾、冲击、振动等特定环境影响下的技术要求和试验方法。其中的A-F类环境为此5种环境因素的组合,相关说明汇总如下:
1) A类环境
仅受到温度(高温55℃、低温-5℃)、湿度(40℃交变湿热)因素影响的受控环境。
2) B类环境
仅受到温度(高温70℃、低温-33℃)、湿度(55℃交变湿热)因素影响的环境。
3) C类环境
仅受到温度(高温70℃、低温-33℃)、湿度(55℃交变湿热)、盐雾因素影响的环境。
4) D类环境
仅受到温度(高温70℃、低温-33℃)、湿度(55℃交变湿热)、振动因素影响的环境。
5) E类环境
仅受到温度(高温70℃、低温-33℃)、湿度(55℃交变湿热)、冲击、振动因素影响的环境。
6) F类环境
受到温度(高温70℃、低温-33℃)、湿度(55℃交变湿热)、冲击、振动、盐雾因素影响的环境。
2.适用产品范围
适用的产品为光伏并网逆变器、光伏离网逆变器和光伏储能逆变器等。
3.环境类别解读
① A类环境
1) 定义
A类环境是受温度、湿度影响的受控环境。
2) 说明
温度、湿度影响的受控环境中受控如何理解?如何受控?在光伏发电系统实际现场中温度、湿度受控的逆变器应用环境有哪些?
此类环境中的受控环境通常来讲是户内使用环境,因此这也是目前6类环境中A类环境中温度值不同于B-F类环境的根本原因。
3) 参考应用环境
如光伏发电站配电房中的户内环境、单独配备逆变房的户内环境等。
② B类环境
1) 定义
B类环境是受温度、湿度影响的环境。
2) 说明
受温度、湿度影响的环境如何理解?在光伏发电站实际现场中受温度、湿度的影响的应用环境有哪些?
此类环境通常来讲一般是户外使用,户外使用的环境影响因素有温度、湿度,比较形象的理解是受到高温、低温、湿热影响的环境,此类用途较为广泛。
3) 参考应用环境
如荒木电站中户外环境、山地电站中户外环境、树林中户外环境(林光互补)、屋顶电站户外环境等。
③ C类环境
1) 定义
C类环境指的是受温度、湿度和盐雾影响的环境。
2) 说明
受温度、湿度、盐雾影响的环境如何理解?在光伏发电站实际现场中受温度、湿度、盐雾的影响的应用环境有哪些?
此类环境通常来讲是户外使用且一般情况下为海洋环境或近海地区。
注意:此处的盐雾与F类中盐雾测试技术要求存在不同,本处的盐雾测试适用于受封闭物保护的环境(如箱式逆变器)。
3) 参考应用环境
如在港口、码头、滩涂等区域安装的户外环境。
④ D类环境
1) 定义
D类环境指的是受温度、湿度和振动影响的环境。
2) 说明
受温度、湿度、振动影响的环境如何理解?在光伏发电站实际现场中受温度、湿度、振动的影响的应用环境有哪些?
此类环境通常来讲是户外使用且一般情况下为振动源上、振动源附近区域。
3) 参考应用环境
如振动船上、火车站旁、飞机场旁、地震频发区、煤矿区等区域户外环境。
⑤ E类环境
1)   定义
E类环境指的是受温度、湿度、冲击、振动影响的环境。
2) 说明
受温度、湿度、冲击、振动影响的环境如何理解?在光伏发电站实际现场中受温度、湿度、冲击、振动的影响的应用环境有哪些?
此类环境通常来讲是户外使用且一般情况下受冲击振动源影响的应用环境。
3) 参考应用环境
如应用在非海边区域的水光互补、湖光互补、农光互补户外使用环境。
⑥ F类环境
1) 定义
F类环境指的是受温度、湿度、冲击、振动、盐雾影响的环境。
2) 说明
受温度、湿度、冲击、振动、盐雾影响的环境如何理解?在光伏发电站实际现场中受温度、湿度、冲击、振动的影响的应用环境有哪些?
此类环境首先是户外应用且在海边(或海洋环境),另外需受到冲击振动源影响的环境。
3) 参考应用环境
如应用在海岛、海边滩涂、沿海附近的渔光互补等户外使用环境。
三、 总结
(一)“领跑者”认证适用产品范围
1.光伏并网逆变器
原则上需在已获得“基础”认证(依据标准NB/T 32004-2013)的前提下可进行效率+环境适应性认证。
2.光伏离网逆变器及光伏储能逆变器
原则上需在已获得“基础”认证的前提下可申请环境适应性认证,至少需满足一种以上环境类别的验证。
(二)效率认证关键点
1.认证项目及要求
效率认证根据其平均加权总效率判定效率等级(2级为“领跑者”水平,1级为更高水平),评级结果会在证书上标明。
2.测试设备及测试方法
测试设备及测试方法需满足标准要求。
3.测试结果
测试晶硅和薄膜特性曲线下的数据,一般以晶硅特性曲线下的测试数据作为评级依据。
(三)环境适应性认证
1.环境类别
1) 户内(室内)用的一般为A类环境(需配备单独的逆变房或放置在配电房内)。
2) 户外应用如果不受盐雾环境和冲击振动源影响的环境一般为B类环境(如山地电站、荒漠电站、林光互补等)。
3) 户外应用且受盐雾影响(封闭环境)的环境一般是C类环境。
4) 户外应用且仅受振动源影响的环境一般是D类环境(如煤矿、飞机场旁、火车站旁等)。
5) 户外应用且受冲击及振动源影响的环境一般是E类环境(如水光互补、湖光互补、农光互补等)。
6) 户外应用且受冲击、振动及盐雾影响的环境一般是F类环境(如海岛、海边渔光互补、海边滩涂等)。
2.结果判定
标准中的1类和2类判据的主要区别如下:
1) 1类判据代表整个试验过程中逆变器无任何损伤(如降额运行、液晶屏黑屏等现象不存在)。
2) 2类判据代表试验过程中(包括恢复过程)逆变器有部分性能降低(存在如降额运行、液晶屏黑屏等现象),但恢复后所有功能需正常。任何出现可能损坏使用功能的异常现象(如异常火光、异常声响、异常气味等)均不可接受。

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