離網(wǎng)逆變器的測試

　　逆變器(inverter)是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成交流電(一般為220V/ 50HZ正弦或方波)。離網(wǎng)逆變器往往是用于新能源系統(tǒng)中，不接公共電網(wǎng)，常用于家中或辦公場所的應(yīng)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(qū)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?nèi)粘Ｊ褂玫碾娋W(wǎng)一樣甚至更好的正弦波交流電，因為它不存在電網(wǎng)中的電磁污染。方波逆變器輸出的則是質(zhì)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(chǎn)生，這樣，對負載和逆變器本身造成劇烈的不穩(wěn)定影響。本文所討論的待測物均為正弦波離網(wǎng)逆變器。與并網(wǎng)逆變器一樣，離網(wǎng)逆變器也有一系列技術(shù)要求和國標測試規(guī)范。艾德克斯IT8615交/直流電子負載結(jié)合IT6500大功率直流電源搭建如圖一所示的測試系統(tǒng)架構(gòu)，可以完成離網(wǎng)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，用于電器的電能就更多，特別是使用小功率系統(tǒng)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。如一臺逆變器輸入了100瓦的直流電，輸出了90瓦的交流電，那么，它的效率就是90%。

　　GB/T 19064-2003規(guī)定逆變器的輸出功率大于等于額定功率的75%時，效率應(yīng)大于等于80%。容量較大的逆變器還應(yīng)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(yīng)為80%?85%，10kW級逆變器的效率應(yīng)為85%?90%。逆變器效率的高低對光伏發(fā)電系統(tǒng)提高有效發(fā)電量和降低發(fā)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(shù)，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(wǎng)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(chǎn)生渦流等附加損耗，導(dǎo)致部件嚴重發(fā)熱，不利于電氣設(shè)備的安全。正弦波逆變器的諧波失真小于3%，其波形質(zhì)量比市電電網(wǎng)的質(zhì)量還好，能夠適用于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(wěn)定能力

　　它指逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓能力。離網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)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(diào)壓性能，能在較大直流輸入范圍內(nèi)保證正常工作。高性能的逆變器應(yīng)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(diào)整率即動態(tài)響應(yīng)。性能良好的逆變器的電壓調(diào)整率應(yīng)<±3%，負載調(diào)整率應(yīng)<±6%。IT8615可工作在CC、CP、CR的模式下，調(diào)節(jié)不同的拉載電流、電阻或功率，可在面板或上位機軟件上實時查看逆變器的輸出電壓。

　　起動性能

　　一般電感性負載，如電機、冰箱、空調(diào)、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涌功率。逆變器應(yīng)保證在額定負載下可靠起動，高性能的逆變器可做到連續(xù)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, 有時需采用軟起動或限流起動。IT8615可以調(diào)節(jié)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(tǒng)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(guī)定的輸出頻率應(yīng)在49Hz到51Hz之間。IT8600系列支持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(yīng)首先考慮具有足夠的額定功率，以滿足最大負荷下設(shè)備對電功率的要求，以及系統(tǒng)的擴容及一些臨時負載的接入。當用電設(shè)備以純電阻性負載為生或功率因數(shù)大于0.9時，一般選取光伏逆變器的額定輸出功率比用電設(shè)備總功率大10%~15%。

　　GB/T 19064-2003 標準中規(guī)定要求逆變器在特定的輸出功率條件下能持續(xù)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(yīng)連續(xù)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(yīng)連續(xù)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(yīng)連續(xù)可靠工作10s以上。

　　IT8600系列電子負載具有數(shù)據(jù)記錄功能，面板有快捷按鍵log一鍵記錄當前測量的數(shù)據(jù)，可保存在U盤等外圍存儲設(shè)備中。

　　圖二、能量流動簡圖

　　逆變器根據(jù)發(fā)電源的不同，分為煤電逆變器，太陽能逆變器，風(fēng)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(fā)電機、AC電源等也可以采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(diào)節(jié)CF和PF值模擬感性或容性負載，助測試更簡便。

　　艾德克斯是專業(yè)生產(chǎn)測試測量儀器的廠家，時刻關(guān)注最新科技發(fā)展動態(tài)，可為您提供汽車電子、新能源、電池、工業(yè)電子等多領(lǐng)域的測試測量解決方案。