并网发电光伏逆变器的设计要求
并网发电光伏逆变器的设计要求
摘要提出了并网发电所需的光伏逆变器的设计要求。设计时采用电压源型逆变器实现光伏发电的并网运行，并采用16 位微处理器和IGBT 功率器件改善逆变器的输出波形。 引言太阳能光伏发电系统目前主要用于无电或缺电的边远地区，作为独立的电源给家用电器及照明设备供电。随着电力紧张、环境污染等问题的日趋严重，与公用电网并网运行的太阳能发电系统已显出越来越大的竞争力。光伏发电的并网运行，将省去独立光伏系统中的贮能
摘要提出了并网发电所需的光伏逆变器的设计要求。设计时采用电压源型逆变器实现光伏发电的并网运行，并采用16 位微处理器和IGBT 功率器件改善逆变器的输出波形。 引言太阳能光伏发电系统目前主要用于无电或缺电的边远地区，作为独立的电源给家用电器及照明设备供电。随着电力紧张、环境污染等问题的日趋严重，与公用电网并网运行的太阳能发电系统已显出越来越大的竞争力。光伏发电的并网运行，将省去独立光伏系统中的贮能环节—蓄电池，从而大大减少了电站的维护。由于蓄电池的寿命较短，省去蓄电池后，发电系统的寿命可与太阳能电池的寿命相当。对于家庭住宅而言，配备光伏发电系统，可缓和白天电力紧张的局面，提高电网功率因素和降低线路损耗。光伏电站的并网发电，最终将取代常规能源发电。光伏发电的并网原理如图1 所示。太阳能电池阵列通过正弦波脉宽调制逆变器向电网传送电能，逆变器馈送给电网的电力由阵列功率和当时当地的日照条件决定。逆变器除了具有直流— 交流转换功能外，还必须具有光伏阵列的最大功率跟踪功能和各种保护功能。图1 所示逆变器为电压型逆变器。目前，电压源型逆变器技术已日趋成熟，所需的硬件也容易购得。本文将对电压型逆变器作进一步研究。1 小型光伏并网电站应具备的性能光伏电站并网运行，对逆变器提出了较高的要求。这些要求如下：① 要求逆变器输出正弦波电流。光伏电站回馈给公用电网的电力，必须满足电网规定的指标，如逆变器的输出电流不能含有直流分量、逆变器输出电流的高次谐波必须尽量减少、不能对电网造成谐波污染等。②要求逆变器在负载和日照变化幅度较大的情况下均能高效运行。光伏电站的能量来自太阳能，而日照强度随气候而变化，这就要求逆变器能在不同的日照条件下均能高效运行。③要求逆变器能使光伏阵列工作在最大功率点。太阳能电池的输出功率与日照、温度、负载的变化有关，即其输出特性具有非线性特性[1]。这就要逆变器具有最大功率跟踪功能，即不论日照、温度等如何变化，都能通过逆变器的自动调节实现阵列的最佳运行。④要求逆变器具有体积小、可靠性高等特点。对于家用的光伏电站，其逆变器通常安装在室内或壁挂于墙上，因此对其体积、重量均有限制。另外，对整机的可靠性也提出较高的要求。由于太阳能电池的寿命均在20 年以上，因此其配套设备的寿命也必须与其相当。⑤要求在市电断电状况下逆变器在有日照时能够单独供电。2 正弦波电压型逆变器的实现光伏发电并网运行时的电路原理如图2 所示。Up 为逆变器输出电压，Uu 为电网电压，R为线路电阻，L 为串联电抗器，Iz 则为回馈电网的电流。为保证回馈功率因数为1，回馈电流的相位必须与电网电压的相位一致。以电网电压Uu为参考，则Iz 与Uu 同相位，其矢量图如图3 所示。内阻R 两端的电压UR 与电网电压相位一致，而电抗器两端电压UL 的相位则落后于UR90&.由此可以求得UP 的相位和幅值：其中ω为公用电网角频率。实际电路中，Uu 的相位、周期和幅值由电压传感器检测得到。由于在实际系统中R 是很难得到的，因此回馈电流Iz 的相位必须采用电流负反馈来实现，回馈电流Iz 的相位角的参考相位即为公用电网相位。用电流互感器随时检测Iz，确保Iz 与电网电压相位一致，以实现功率因数为1 的回馈发电。实用的光伏发电并网运行专用逆变器结构如图4 所示。逆变器主电路功率管采用IGBT，容量为50A、600V，型号为2MBI50N-060 。隔离驱动电路采用东芝公司生产的TLP250。逆变器的控制部分由微处理器完成。主控芯片采用INTEL 公司最新推出的逆变或电机驱动专用16 位微处理器87C196MC,该芯片除了具有16 位运算指令外，还具有专用的脉宽调制(PWM)输出口[2]，包括一个10 位A/D 转换器、一个事件处理阵列、两个16 位定时器和一个三相波形发生器。三相波形发生器的每相均能输出两路死区时间可以设定的PWM 信号。这就给逆变应用场合提供了很多便利。微处理器主要完成电网、相位实时检测、电流相位反馈控制、光伏阵列最大功率跟踪以及实时正弦波脉宽调制信号发生，其工作过程如下：公用电网的电压和相位经过霍尔电压传感器送给微处理器的A/D 转换器，微处理器将回馈电流的相位与公用电网的电压相位作比较，其误差信号通过PID 调节后送给PWM 脉宽调制器，这就完成了功率因数为1 的电能回馈过程。微处理器完成的另一项主要工作是实现光伏阵列的最大功率输出。光伏阵列的输出电压和电流分别由电压、电流传感器检测并相乘，得到阵列输出功率，然后调节PWM 输出占空比。这个占空比的调节实质上就是调节回馈电压大小，从而实现最大功率寻优。从图3 可以得知，当Up 的幅值变化时，回馈电流与电网电压之间的相位角φ也将有一定的变化。由于电流相位已实现了反馈控制，因此自然实现了相位与幅值的解耦控制，使微处理器的处理过程更简便。另外，光伏发电并网运行还必须考虑公用电网停电时的工作状况。常规的光伏发电并网系统，在公用电网停电时则停止逆变器工作。若在白天，其实光伏阵列仍能继续发电。其工作原理如下：当公用电网断电时，电网侧相当于短路状态，此时并网运行的逆变器将由于过载而自动保护。当微处理器检测过载时，除封锁SPWM 信号外,还将断开继电器RE，此时若光伏阵列有能量输出，逆变器将在单独运行状态下运行。单独运行时控制相对简单，即为交流电压的负反馈状态，微处理器通过检测逆变器输出电压并与参考电压（通常为220V）比较，然后控制PWM 输出占空比，实现逆变和稳压运行。当然，单独运行的前提是光伏阵列在当时能够提供足够的功率。若负载太大或日照条件较差，则逆变器无法输出足够的功率，光伏阵列的端电压即会下降，从而使输出交流电压降低而进入低压保护状态。当电网恢复供电时，将自动切换至回馈状态。3 结论采用16 位微处理器和高速IGBT 功率模块实现了中、小容量光伏电站的并网发电。本文描述的光伏发电的并网运行逆变器，不仅具有较高的效率和畸变小的输出电流波形，而且在电网断电的情况下能够单独运行，具有一定的推广应用前景。
摘要提出了并网发电所需的光伏逆变器的设计要求。设计时采用电压源型逆变器实现光伏发电的并网运行，并采用16 位微处理器和IGBT 功率器件改善逆变器的输出波形。 引言太阳能光伏发电系统目前主要用于无电或缺电的边远地区，作为独立的电源给家用电器及照明设备供电。随着电力紧张、环境污染等问题的日趋严重，与公用电网并网运行的太阳能发电系统已显出越来越大的竞争力。光伏发电的并网运行，将省去独立光伏系统中的贮能环节—蓄电池，从而大大减少了电站的维护。由于蓄电池的寿命较短，省去蓄电池后，发电系统的寿命可与太阳能电池的寿命相当。对于家庭住宅而言，配备光伏发电系统，可缓和白天电力紧张的局面，提高电网功率因素和降低线路损耗。光伏电站的并网发电，最终将取代常规能源发电。光伏发电的并网原理如图1 所示。太阳能电池阵列通过正弦波脉宽调制逆变器向电网传送电能，逆变器馈送给电网的电力由阵列功率和当时当地的日照条件决定。逆变器除了具有直流— 交流转换功能外，还必须具有光伏阵列的最大功率跟踪功能和各种保护功能。图1 所示逆变器为电压型逆变器。目前，电压源型逆变器技术已日趋成熟，所需的硬件也容易购得。本文将对电压型逆变器作进一步研究。1 小型光伏并网电站应具备的性能光伏电站并网运行，对逆变器提出了较高的要求。这些要求如下：① 要求逆变器输出正弦波电流。光伏电站回馈给公用电网的电力，必须满足电网规定的指标，如逆变器的输出电流不能含有直流分量、逆变器输出电流的高次谐波必须尽量减少、不能对电网造成谐波污染等。②要求逆变器在负载和日照变化幅度较大的情况下均能高效运行。光伏电站的能量来自太阳能，而日照强度随气候而变化，这就要求逆变器能在不同的日照条件下均能高效运行。③要求逆变器能使光伏阵列工作在最大功率点。太阳能电池的输出功率与日照、温度、负载的变化有关，即其输出特性具有非线性特性[1]。这就要逆变器具有最大功率跟踪功能，即不论日照、温度等如何变化，都能通过逆变器的自动调节实现阵列的最佳运行。④要求逆变器具有体积小、可靠性高等特点。对于家用的光伏电站，其逆变器通常安装在室内或壁挂于墙上，因此对其体积、重量均有限制。另外，对整机的可靠性也提出较高的要求。由于太阳能电池的寿命均在20 年以上，因此其配套设备的寿命也必须与其相当。⑤要求在市电断电状况下逆变器在有日照时能够单独供电。2 正弦波电压型逆变器的实现光伏发电并网运行时的电路原理如图2 所示。Up 为逆变器输出电压，Uu 为电网电压，R为线路电阻，L 为串联电抗器，Iz 则为回馈电网的电流。为保证回馈功率因数为1，回馈电流的相位必须与电网电压的相位一致。以电网电压Uu为参考，则Iz 与Uu 同相位，其矢量图如图3 所示。内阻R 两端的电压UR 与电网电压相位一致，而电抗器两端电压UL 的相位则落后于UR90&.由此可以求得UP 的相位和幅值：其中ω为公用电网角频率。实际电路中，Uu 的相位、周期和幅值由电压传感器检测得到。由于在实际系统中R 是很难得到的，因此回馈电流Iz 的相位必须采用电流负反馈来实现，回馈电流Iz 的相位角的参考相位即为公用电网相位。用电流互感器随时检测Iz，确保Iz 与电网电压相位一致，以实现功率因数为1 的回馈发电。实用的光伏发电并网运行专用逆变器结构如图4 所示。逆变器主电路功率管采用IGBT，容量为50A、600V，型号为2MBI50N-060 。隔离驱动电路采用东芝公司生产的TLP250。逆变器的控制部分由微处理器完成。主控芯片采用INTEL 公司最新推出的逆变或电机驱动专用16 位微处理器87C196MC,该芯片除了具有16 位运算指令外，还具有专用的脉宽调制(PWM)输出口[2]，包括一个10 位A/D 转换器、一个事件处理阵列、两个16 位定时器和一个三相波形发生器。三相波形发生器的每相均能输出两路死区时间可以设定的PWM 信号。这就给逆变应用场合提供了很多便利。微处理器主要完成电网、相位实时检测、电流相位反馈控制、光伏阵列最大功率跟踪以及实时正弦波脉宽调制信号发生，其工作过程如下：公用电网的电压和相位经过霍尔电压传感器送给微处理器的A/D 转换器，微处理器将回馈电流的相位与公用电网的电压相位作比较，其误差信号通过PID 调节后送给PWM 脉宽调制器，这就完成了功率因数为1 的电能回馈过程。微处理器完成的另一项主要工作是实现光伏阵列的最大功率输出。光伏阵列的输出电压和电流分别由电压、电流传感器检测并相乘，得到阵列输出功率，然后调节PWM 输出占空比。这个占空比的调节实质上就是调节回馈电压大小，从而实现最大功率寻优。从图3 可以得知，当Up 的幅值变化时，回馈电流与电网电压之间的相位角φ也将有一定的变化。由于电流相位已实现了反馈控制，因此自然实现了相位与幅值的解耦控制，使微处理器的处理过程更简便。另外，光伏发电并网运行还必须考虑公用电网停电时的工作状况。常规的光伏发电并网系统，在公用电网停电时则停止逆变器工作。若在白天，其实光伏阵列仍能继续发电。其工作原理如下：当公用电网断电时，电网侧相当于短路状态，此时并网运行的逆变器将由于过载而自动保护。当微处理器检测过载时，除封锁SPWM 信号外,还将断开继电器RE，此时若光伏阵列有能量输出，逆变器将在单独运行状态下运行。单独运行时控制相对简单，即为交流电压的负反馈状态，微处理器通过检测逆变器输出电压并与参考电压（通常为220V）比较，然后控制PWM 输出占空比，实现逆变和稳压运行。当然，单独运行的前提是光伏阵列在当时能够提供足够的功率。若负载太大或日照条件较差，则逆变器无法输出足够的功率，光伏阵列的端电压即会下降，从而使输出交流电压降低而进入低压保护状态。当电网恢复供电时，将自动切换至回馈状态。3 结论采用16 位微处理器和高速IGBT 功率模块实现了中、小容量光伏电站的并网发电。本文描述的光伏发电的并网运行逆变器，不仅具有较高的效率和畸变小的输出电流波形，而且在电网断电的情况下能够单独运行，具有一定的推广应用前景。
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　　摘要：单相无变压器型全桥并网逆变器由于体积小、效率高、造价低，被广泛地应用于低功率光伏并网系统中。在双极性脉宽调制方式下，全桥逆变器的共模电压恒定，不产生共模电流。但此调制方式不能消除输出电流的直流分量。为此，提出一种新的控制算法来抑制直流分量的输出。该算法使用2 个补偿环节分别抑制由于调制脉宽不对称和并网电流检测误差导致的直流分量，无需增加外围硬件电路，且所增加的环节只占用很少的控制芯片资源。实验结果证明了理论分析和算法的正确性。
　　能源短缺是当今世界面临的重大问题，研究开发可再生能源发电系统具有重要意义[1-6]。目前有可能实用化的绿色可再生能源有太阳能、水能、风能、燃料电池、地热、生物质能，其中利用太阳能的光伏发电技术正逐渐成为人们关注的焦点.
　　光伏并网发电系统主要由光伏阵列模块、逆变器、交流滤波和电网组成。逆变器是连接光伏阵列模块和电网的关键部件，用以实现控制光伏阵列模块运行于最大功率点和向电网注入正弦电流两大主要任务[15-16]。并网型逆变器的研究主要集中在进一步提高效率，降低造价。同时，系统的电磁兼容、安全性、可靠性和监控功能也获得越来越多的重视[17]。为了提高效率和降低成本，人们提出了无变压器隔离的逆变器，并且在低功率(小于5 kW)的场合下得到了广泛的应用。然而，由于没有变压器隔离，光伏阵列模块和电网之间存在电气连接。如果逆变器具有可变的共模电压，在光伏阵列模块和地之间会产生漏电流，威胁人身安全，并产生电磁干扰。
　　电网公司不希望将有较大输出直流分量的逆变器连接到电网上，因为注入电网直流分量可以使变电所变压器工作点偏移，导致变压器饱和;增加电网电缆的腐蚀;导致高的初级电流峰值，可能烧毁输入保险，引起断电;甚至可以增加谐波分量。为了消除直流分量，一种可能的方法是在逆变器中加入一个隔直电容，并且这个电容在50 Hz 频率处必须呈现低阻抗，因此电容值会很大，并会增加系统成本。另一种抑制直流分量最简单的方法是在并网逆变器和电网之间连接一个工频变压器，但其体积大、功耗大、价格高。
　　很少有逆变器拓扑结构具有消除直流分量的特点。其中，半桥逆变器的应用最为广泛[18-19]。在逆变器的任何开关状态中，电流通路中总存在一个电容，因此阻断了输出电流的直流分量。但是，与全桥逆变器相比，半桥结构需要更高的直流输入电压。如果逆变器输出端电压为交流220 V，半桥逆变器的输入电压应为760 V 左右，这就需要使用更高耐压等级的开关管，影响了开关频率，增加了开关损耗。全桥逆变拓扑结构具有很好的性价比，在已存在的功率拓扑中得到了广泛应用，但是必须解决直流分量的问题。
　　本文分析了无变压器隔离型全桥并网逆变器，在单极性和双极性调制方式下，共模电流和直流分量产生的机理。结合并网逆变器的控制算法，提出一种新型消除直流分量的方法。该方法无需增加外围硬件电路，只需在原来并网控制算法基础上增加2个补偿环节即可实现，且所增加的环节只占用很少的控制芯片资源。实验结果验证了算法的有效性。
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3KW光伏并网逆变器规格书V1.0
文件总类规格书版本 V1.0密级 机密总页码 143KW 光伏并网逆变器 产品规格书项目名称：3KW光伏并网逆变器 拟 审 批 制： 核： 准：项目编码： Date Date Date版本记录日期 版本V1.0版本修订内容记录第一次制定修订人审核目录关键词：........................................................................................................................................... 4 摘要： .............................................................................................................................................. 4 1 概述 .......................................................................................................................................... 4 1.1 产品描述 .................................................................................................................................. 4 1.2 编制依据 .................................................................................................................................. 4 2 产品名称和型号 ...................................................................................................................... 4 2.1 产品命名规则 .......................................................................................................................... 5 2.2 产品附件 .................................................................................................................................. 5 2.3 系统配置 ................................................................................................................................ 5 2.4 选配件 ...................................................................................................................................... 5 3 环境要求 .................................................................................................................................. 5 3.1 工作环境要求 ......................................................................................................................... 5 3.2 储存环境要求 ......................................................................................................................... 6 3.3 运输环境要求 ......................................................................................................................... 6 3.4 部件运输环境要求 ................................................................................................................. 7 3.5 环境测试项目 ........................................................................................................................ 7 4 整机尺寸与重量 ...................................................................................................................... 7 5 噪音 .......................................................................................................................................... 7 6 电磁兼容(EMC)....................................................................................................................... 7 6.1 EMI 要求 ................................................................................................................................ 8 6.2 EMS 要求 ............................................................................................................................... 8 7 安规要求 .................................................................................................................................. 9 8 防护等级 ................................................................................................................................ 10 9 冷却方式 ................................................................................................................................ 10 10 产品可靠性 ........................................................................................................................... 10 11 防雷保护 ............................................................................................................................... 10 12 技术规格 ............................................................................................................................... 11 12.1 光伏逆变器系统基本技术规格.......................................................................................... 11 12.2 直流侧性能参数 ................................................................................................................ 11 12.3 交流侧性能参数 ................................................................................................................ 12 13 产品功能 ............................................................................................................................... 12 13.1 整机逻辑功能 .................................................................................................................... 12 13.2 故障保护 ............................................................................................................................ 12 13.3 LCD 显示功能 .................................................................................................................... 13 14 产品的安装、维护要求 ....................................................................................................... 13 14.1 出线方式 ............................................................................................................................ 13 14.2 进出风口要求 .................................................................................................................... 13 14.3 安装和固定 ........................................................................................................................ 13 14.4 维护要求 ............................................................................................................................ 14 15 环保要求 ............................................................................................................................... 14关键词：光伏逆变器, 规格, 标准,要求摘要：本产品规格书描述了3KW光伏并网逆变器的产品型号定义、使用环境技术、技术指标及 功能、结构尺寸、适用标准等方面的具体要求，用于指导产品的设计开发、测试验收和后续 的批量生产制造。1 概述 1.1 产品描述3KVA 光伏并网逆变器及其选配件主要用于太阳能光伏发电系统的系统配套，将光伏电 池的直流电能转换为电网所需的交流电能，模块主要实现 MPPT、BOOST 升压、全桥逆变、 孤岛检测及相关保护等功能，以获得最佳发电质量和发电效率。 产品的基本组成包括： 1. 输入侧：输入 EMI 滤波器、输入 DC 继电器（绝缘阻抗检测模块） 、BOOST 升压模块、 电解电容储能模块、母线放电模块； 2. 输出侧：逆变模块、输出交流 LC 滤波器、交流继电器、输出 EMI 滤波器、熔断器、 漏电流检测模块； 3. 其它：控制单板、辅助电源模块、通讯模块（RS232\RS485） 、散热系统。1.2 编制依据AS 5 Grid connection of energy systems via inverters - Installation requirements； AS 5 Grid connection of energy systems via inverters - Inverter requirements； AS 5 Grid connection of energy systems via inverters - Grid protection requirements； AS/NZS
Approval and test specification - General requirements for electrical equipment； IEC 62109-1 General requirements IEC 62109-2 Particular requirements for inverters IEC Classification of groups of environmental parameters 2 产品名称和型号2.1 产品命名规则YL DS L-230N3SNN：常规 H：高原 S：单相 T三相 功率等级 N:自然冷却 F：风冷 W：水冷 输出电压等级 L：并网 B：离网 H：微网 DS：两级式 SS：单级式 永联2.2 产品附件型号 1 2 3 4 名称 产品手册 产品包装清单 保修条款和条件 质量证书2.3 系统配置 基本配置控制单板 功率板 通讯板 主辅助电源板 驱动电源 YLDSLU1 YLDSLM1 YLDSLC1 YLDSLP1 YLDSLP2 M-main C-communication型号说明2.4 选配件 选配件通讯协议转换卡型号待定（预留）备注后续开发设计3 环境要求 3.1工作环境要求工作环境 安装场所 户外/户内均可 要求 满足标准等级环境温度 湿度 滴水 海拔高度 跌落测试标准：-25℃ ~+60℃ 0~95% 无冷凝 超过2000m降额运行超过 45 °降额运 行 无冷凝 IEC.7.4跌落高度 1000mm(10mm 回差)3.2储存环境要求根据 IEC 电工电子产品应用环境条件贮存 储存环境 储存场所 温度 湿度 要求 无温、湿度控制的部分有气候防护，直 接与户外相通的场所。 -40～＋70℃。 空气温度变化＜=1 ℃/m。 相对湿度：10%～100% 3 绝对湿度：＜35g/m IEC，1K5 满足标准等级3.3运输环境要求根据 IEC 电工电子产品应用环境条件下运输 运输环境 运输方式 环境温度 温度变化(高相 对湿度) 无急剧变化的 相对湿度 气压 -65℃~＋85℃； －65～+30℃； 空气温度变化＜1 ℃/m。 95%（50℃） 30kPa 运输试验替代振动试验。 1） 正弦振动 2～8Hz，幅度：7，5mm，加速度：无 8～200Hz，幅度：无，加速度：20m/ s2 200～500Hz，幅度：无，加速度：40m/s2 2）随机振动 10～200Hz，3 m2/s3 200～2000Hz，1 m2/s3 3）非稳态振动－冲击 300m/s2 4）自由跌落 1.5m 5）摇摆与倾斜 角度：±35，周期：8s 要求 水路、铁路、公路、航空； 满足标准等级 IE24 2K5 2K5 2K5 2K5 2M3机械条件3.4部件运输环境要求根据 IEC 电工电子产品应用环境条件下运输 部件运输环境 运输方式 环境温度 温度变化 无急剧变化的 相对湿度 气压 要求 水路、铁路、公路；飞机（增压舱运输）； 海拔3000米以下，无防护条件下的运输； -65℃~＋85℃； －65～+30℃； 空气温度变化＜1 ℃/m。 95%（50℃） 30kPa 满足标准等级 IE24 2K5 2K5 2K5 2K53.5 环境测试项目序号 1 2 3 4 低温运行 高温运行 低温存储 高温存储 恒定湿热存储 5 6 7 8 9 10 11 12 恒定湿热运行 高低温冲击 盐雾实验 过载测试 振动试验 自由跌落试验 运输试验 测试项目 测试标准 -25度，空载4h 60 度，满载 4h -40 度，不通电 48h，正常环 境下恢复 2h 后， 能正常工作 70 度，不通电 48h，正常环 境下恢复 2h 后， 能正常工作 40 度， 90%湿度， 不通电 48h， 正常环境下恢复 2h 后， 能正 常工作 60 度，90%湿度，满载 4h 参考标准（待定） 参考标准（待定） 3300W 参考标准 参考标准 参考标准4 整机尺寸与重量（待定）功率 3KW 宽 待定 高 待定 厚 待定 重量 待定 颜色 待定5 噪音项目 逆变器整机噪音 &30dB 指标 说明6 电磁兼容(EMC)（待定）6.1 EMI 要求项目 标准 IEC/EN 62040-2 EN50091-2要求/判据Category C3（需确认认 证等级）Conducted Emission谐波电流（需确认） 电压波动与闪烁AS5 IEC（每相小于 16A） IEC（每相大于 16A）AS5 附 录 B6.2 EMS 要求（待定）ItemsImmunity to Electrostatic DischargeStandard IEC-200 8,5 下电状态， 所有用 接线端子： 接 触 放 电 Level 3(±6KV ) 空 气 放 电 Level 3(±8KV) 工作状态， 人可触 及的外壳： 接 触 放 电 Level(±8KV)空气放电Level 4(± 15KV)Standard LevelLevel 3 based on BImmunity to Radiated Electric FieldsIEC Table 1 enclosure port80 to1000Mhz Level 3(10V/m)80% AM (1KHz)Level 3 based on AImmunity to Electrical Fast TransientIEC Signal ports/Control ports Level 4(2kv/5KHz) Capacitive clamp Power ports/Power interfaces Level 4(4kv/5KHz)AC power port: Level 4 (4kV/5kHz) based on B DC power port: Level 3 (2kV/5kHz) based on B Signal and control ports: Level 4 (2kV/5kHz) based on BCapacitive clampaoImmunity to SurgesIPower ports IEC Signal ports/Control ports Level 2(1kv) 1.2/50us,8/20us Power ports Line to line: Level x (6kv) Line to earth: Level x (6kv) Direct coupling1.2/50us,8/20usAC power port: Level 4 (4kV) (Line to Earth), Level 3 (2kV) (Line to Line) Based on B Signal and control ports (cables length exceed 30m): Level 2 (1kV) based on BImmunity to Continuous Conducted InterferencePower ports IEC Signal ports/Control ports/Power ports 0.15 to 80Mhz Level 3(10v)80% AM(1kHz)AC power port: Level 3 based on A Signal and control ports Level 3 based on AImmunity to Power Frequency Magnetic Field Immunity to Voltage Dips and short interruptionsIEC/EN Level 4 (30A/m) based on BIEC/EN AC input power port: 0%, 40%, 70% Ut 10ms, 20ms, 200ms, 2S, 20S based on B（需确认）Immunity to low frequency signalsIEC/EN 62040-2 EN50091-210V 140-360Hz line & Inter-harmonics 5V power line unbalance Based on A7 安规要求安规标准 IEC 62109-1 IEC 62109-2 认证方式 说明项目 绝 缘 电 阻说明 光伏阵列对 大地绝缘电 阻标准 ≥ Vmaxpv/30mA Ω ， IEC1,4.8.2.1测试条件 试验电压 500VDC IEC62109-1 AS-NZS-GZ，8.3.1说明带电部件与 6 ≥1×10 Ω 内 \ 外部金属 部件\框架\裸 金部件 绝 缘 强 度 直流、 交流对 壳体间 直流输入 PV 端对地 雷 电 冲 击耐压 剩 余 电 流 交流对壳体 电池阵列各 端子对地之 间的接触电 流 1800V AC（连接电网） 、 IEC.5.2，IEC.7.1.2 680VAC（未连接电网） 最小 2500VDC 1.2/50us 5KV 标准雷电 波 ASSS.5大于 30mA,0.3S 保护； IEC.8.3.5.1 大 于 60mA,0.15S 保 护； 大于 150mA， 0.04S 保护8 防护等级项目 防护等级 标准 IP65 描述9 冷却方式自然冷却。10 产品可靠性项目 1 2 3 4 5 质保期 维护寿命 5年 20年 易损部件定期更换 环境温度25度，满载连续运 行 现场维护,备件齐全 根据可靠性模型估计 指标 备注MTBF（平均无故障时间） 40000小时 MTTR（平均维护时间） &3 小时Availability（系统可用度） &99％11 防雷保护（预留）端口 1 电网侧出线 标准 多雷区： In=35kA; Imax=50kA, 8/20us 4K 残压(V) B 判据少雷区： In=15kA; Imax=25kA, 8/20us 2 直流侧进线 （多雷区） 多雷区： In=35kA; Imax=50kA, 8/20us 少雷区： In=15kA; Imax=25kA, 8/20us In=20kA; Imax=40kA, 8/20us 4K B3220V 配电电源（客 户供电）4KB12 技术规格12.1光伏逆变器系统基本技术规格 指标 系统最大效率 欧洲加权效率 夜间损耗 待机损耗 工作环境温度 存储环境温度 满载海拔高度 隔离变压器 人机界面 标配通信 低压穿越功能 数值 97.4% 96.5% &0.5W（0） &5W -20～+60℃ -40～+70℃ 2000m,大于 2000m 降额运行 无 LCD 显示 RS485\RS232 高于 45°C 开始减载 参照 IEC 说明12.2 直流侧性能参数指标 最大输入功率 最大直流电压 最大输入电流 开机电压/关断电压 MPPT电压范围 满载MPP电压范围 每路接入组串数 MPPT 跟踪路数 MPPT 效率 数值 V 17.5A 100V/70V 150V～500V 说明200V~500V2路 1路 99.5%12.3 交流侧性能参数指标 额定输出功率 最大交流输出功率 最大输出电流 功率因数 额定电网电压 交流工作电压范围 额定电网频率 允许频率范围 电流总谐波畸变率 交流连接方式 直流电输出电流 数值 W 16A 1 230V 180Vac～270Vac 50Hz 47Hz~52Hz &3% 单相 不能超过额定电流的 0.5% 或者 5mA 任何一个都不能超过 IEC1,4.7.4.5 （ 软 件 可 设） 额定功率 说明13 产品功能13.1整机启动逻辑 系统接上光伏阵列和电网后，检测光伏阵列输出电压 Vpv 大于等于 100VDC，辅助电源 开始给 CPU 供电,系统开始工作，直流继电器吸合，检测绝缘阻抗 R，检测到 R&=1M 欧，直 流继电器断开，否则直流继电器一直处于吸合状态。当检测 Vpv 小于等于 70VDC 时，系统 停止工作。Vpv 在 70V 到 150V 之间，系统处于等待状态；Vpv 大于等于 150V，Boost 开始 工作，将母线电压升至 350V 左右。此时如一切正常，系统倒数 30S，并网继电器 1、2 相继 吸合大约 1S，继电器 1 断开，大约 2S 后继电器 1 重新吸合，系统向电网提供能量。 13.2 故障保护 序号 软 / 硬件 分块硬件/ 软件 逆变器模块过温 网侧过流逻辑功能描述定义备注1母线过压超过系统硬件设计保护点 （高于软件过压 保护点） 模块散热器温度超过软件保护点 输出电流峰值超过硬件过流点 （高于软件 过流保护点）2 软件 3 4 5 6 7 8 9 10硬件/ 软件 硬件/ 软件 软件 软件 软件 软件 软件 硬件/ 软件输入极性反接保 护 电网过压 电网欠压 电网过频 电网欠频 网侧短路 接地电流故障光伏方阵接反待定电网电压超过软件设定点 电网电压低于软件设定点 电网频率超出软件设定点 电网频率超出软件设定点 网侧L线与N线短接 漏电流过大11硬件/ 软件绝缘阻抗检测PV阵列对地的电阻小于1M欧 正常运行过程中，母线电压过低 PV电压超过软件设定点 PV电流超过软件设定点 输入功率超过软件设定点 过载时逆变器限功率运行 EEPROM读写错误 继电器不能正常工作12 软件 13 软件 14 软件 15 软件 16 软件17 软件 硬件/ 软件 软件母线欠压 输入 PV 电压过压 输入 PV 电流过流 输入过载 限功率运行 EEPROM故障 输入侧、网侧继 电器故障 逆变器 ON/OFF 控制 直流分量过大 一致性故障 SCI故障 DC传感器故障 GFCI故障 电网故障 防孤岛效应保护18 19逆变器能够根据负载和母线等条件自动 开机 直流分量超过设定值 CPU或者其它线路故障 CPU内部通讯故障 DC传感器工作异常 漏电流检测电路异常20 软件 21 软件 22 软件 23 24软件/ 硬件 软件/ 硬件25 软件 26 27硬件/ 软件 软件/ 硬件未连接电网 孤岛时2s内停止向电网供电低压穿越能力13.3 LCD显示屏功能显示量：总能量、当天能量、PV 电压、PV 电流、电网电压、电网电流、电网频率、逆变器 模型、软件版本号、语言选择、逆变器状态、故障信息。14 产品的安装、维护要求 14.1 出线方式产品采用下出线方式。14.2 进出风口要求功率器件、磁性元件等紧贴散热器。14.3 安装和固定为了确保逆变器能够正常工作，安装的环境和要求如下： 1.逆变器的防护等级为 IP65，故逆变器应安装在室内，也可以安装在室外。 2.逆变器安装环境清洁干净，机器的上下左右与墙体之间预留足够的距离保证通风散 热，安装维修和安全逃逸，机器周围通风较好。 3.环境温度在C25°C ～60°C 范围内。 4.安装位置确保不会晃动，且便于观察 LCD 显示数据。 5.垂直安装。6.逆变器底部有安装孔，应使用相应规格螺栓固定在底座上。 7.逆变器四周应留出足够的空间便于安装和维护。14.4 维护要求项目 功率板 控制单板 拆装维护 拆装维护 维护方式 最少维护人员数量 单人维护 单人维护15 环保要求满足欧盟 ROHS。产品要求 R5 R6 No ROHS other requirement √ 备注 ROHS compliance Materials + lead solder ROHS compliance Materials + lead free solder注： AS5 1. 主动防孤岛保护：通过主动改变逆变器能源系统的输出功率防止孤岛的方法。电网供电 中断 2S 内保护。 （至少含一种主动防孤岛保护，如频率偏移、功率波动、电流注入等， 主动防孤岛保护动作应在 2S 内停止向电网发电） 2. 被动孤岛保护：单相系统电压工作范围：200V~270V（保护值允许偏差正负 5V） ，频率 范围：45Hz~55Hz（保护值允许偏差正负 0.1Hz） 。保护时间：2S 内。可采用越接近极限 保护时间越短，如果长时间停留在极限值附近，可能需要断开连接，即使从未超过极限 值。 3. 重新接入电网条件： 电网电压在 200V~270V 及电网频率在 45Hz~55Hz 范围内至少 1Min， 且逆变器和电网同频同相。 4. 隔离设备：在逆变器与电网之间没有电流上隔离或逆变器在电网中断时仍向电气设备供 电即用作 UPS 时，隔离开关应包含机电式开关，即电子机械开关。 5. 电网中断应在 2S 内保护。 注： 电气安全参考 AS/NZS3100； 电压闪变参考 AS/NZS； 雷击保护： 0.5J， 5KV， 1.2/50us， 参考 IEC60255-5；
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