逆變器是把直流電能 (電池, 蓄電瓶) 轉變成交流電 (一般為220V/ 50HZ正弦或方波) . 離網逆變器往往是用於新能源系統中, 不接公共電網, 常用於家中或辦公場所的應急電源, 一般是把直流電瓶逆變成220V交流的. 也有一些偏遠地區山林小屋或汽車, 船艙中也會使用. 逆變器的輸出也分為正弦波和方波輸出. 正弦波逆變器輸出的是同我們日常使用的電網一樣甚至更好的正弦波交流電, 因為它不存在電網中的電磁汙染. 方波逆變器輸出的則是質量較差的方波交流電, 其正向最大值到負向最大值幾乎在同時產生, 這樣, 對負載和逆變器本身造成劇烈的不穩定影響. 本文所討論的待測物均為正弦波離網逆變器. 與併網逆變器一樣, 離網逆變器也有一系列技術要求和國標測試規範. 艾德克斯IT8615交/ 直流電子負載結合IT6500大功率直流電源搭建如圖一所示的測試系統架構, 可以完成離網正弦波逆變器的以下所有測試項目.
圖一, 逆變器的測試示意圖
逆變器的效率
逆變器效率指標非常重要, 效率越高的逆變器浪費的電能越少, 用於電器的電能就更多, 特別是使用小功率系統時, 效率的重要性更明顯. 因此, 小型逆變器的效率測試顯得尤為重要. 逆變器的效率即是逆變器輸出功率與輸入功率之比. 如一台逆變器輸入了100瓦的直流電, 輸出了90瓦的交流電, 那麼, 它的效率就是90% .
GB/ T 19064- 2003規定逆變器的輸出功率大於等於額定功率的75% 時, 效率應大於等於80% . 容量較大的逆變器還應給出滿負荷效率值和低負荷效率值, 10kW級以下逆變器的效率應為80% ?85% , 10kW級逆變器的效率應為85% ?90% . 逆變器效率的高低對光伏發電系統提高有效發電量和降低發電成本有重要影響.
IT8615自帶交流功率計, 可以同時測量出Vrms, Vpk, Vdc, Irms, Ipk, Idc, W, VA, VAR, CF, PF, Freq等參數, 配合前級的直流電源IT6500, 無需功率計, 即可計算出逆變器的效率值.
諧波失真
當離網逆變器輸出波形是方波和修正波時, 逆變器的輸出電流中除了基波外還有高次諧波, 高次諧波電流會在電感性負載上產生渦流等附加損耗, 導致部件嚴重發熱, 不利於電氣設備的安全. 正弦波逆變器的諧波失真小於3% , 其波形質量比市電電網的質量還好, 能夠適用於所有的交流用電負載. IT8615可測量逆變器輸出端高達50次的電壓諧波.
輸出電壓穩定能力
它指逆變器輸出電壓的穩壓能力. 離網太陽能光伏系統中蓄電池端電壓在充放電過程中波動很大, 通常鉛酸蓄電池端電壓的起伏可達標稱電壓的30 % 左右, 這就要求逆變器有較好的調壓性能, 能在較大直流輸入範圍內保證正常工作. 高性能的逆變器應同時給出當負載由0% —100 % 變化時, 該逆變器輸出電壓的偏差% , 通常稱為負載調整率即動態響應. 性能良好的逆變器的電壓調整率應< ±3% , 负载调整率应< ±6% . IT8615可工作在CC, CP, CR的模式下, 调节不同的拉载电流, 电阻或功率, 可在面板或上位机软件上实时查看逆变器的输出电压.
起動性能
一般電感性負載, 如電機, 冰箱, 空調, 洗衣機, 大功率水泵等, 在起動時, 功率可能是額定功率的5~ 6倍. 因此, 通常電感負載起動時, 逆變器將承受大的瞬時浪湧功率. 逆變器應保證在額定負載下可靠起動, 高性能的逆變器可做到連續多次滿負荷起動而不損壞功率器件. 小型逆變器為了自身安全, 有時需採用軟起動或限流起動. IT8615可以調節cf高達5, 即拉載額定功率5倍的瞬間功率, 客戶無需按照瞬間功率購買大功率負載型號.
系統輸出電壓及頻率
逆變器輸出至負載的工作電壓, 單相逆變器一般為110V, 220V, 3相逆變器為380V; GB/ T 19064- 2003標準中規定的輸出頻率應在49Hz到51Hz之間. IT8600系列支援15~ 420V的輸入, 頻率45~ 500Hz, 單, 三相輸入均可, 完全符合測試需求.
最大輸出功率
額定輸出功率表示光伏逆變器向負載供電的能力. 額定輸出功率高的光伏逆變器可以帶更多的用電負載. 選用光伏逆變器時應首先考慮具有足夠的額定功率, 以滿足最大負荷下設備對電功率的要求, 以及系統的擴容及一些臨時負載的接入. 當用電設備以純電阻性負載為生或功率因數大於0. 9時, 一般選取光伏逆變器的額定輸出功率比用電設備總功率大10% ~ 15% .
GB/ T 19064- 2003 標準中規定要求逆變器在特定的輸出功率條件下能持續工作一定的時間.
(1) 輸入電壓與輸出功率為額定值, 逆變器應連續可靠工作4h以上.
(2) 輸入電壓與輸出功率為額定值的125% , 逆變器應連續可靠工作1min以上.
(3) 輸入電壓與輸出功率為額定值的150% , 逆變器應連續可靠工作10s以上.
IT8600系列電子負載具有數據記錄功能, 面板有快捷按鍵log一鍵記錄當前測量的數據, 可保存在隨身碟等外圍存儲設備中.
圖二, 能量流動簡圖
逆變器根據發電源的不同, 分為煤電逆變器, 太陽能逆變器, 風能逆變器, 核能逆變器, 水電逆變器, 燃料電池逆變器等等. 汽車上的逆變器所獲得的220V電, 是220V 50HZ, 高檔點的是正弦波的, 便宜的一般是方波的.
除了逆變器, UPS不間斷電源, 變頻器, 交流發電機, AC電源等也可以採用逆變器輸出端的測試方法進行測試. IT8600系列交/ 直流電子負載可調節CF和PF值類比感性或容性負載, 助測試更簡便.
