風能逆變器效率測試應用案例

把風的動能轉(zhuǎn)變成機械動能，再把機械能轉(zhuǎn)化為電力動能，這就是風力發(fā)電。風力發(fā)電正在上形成股熱潮，因為風力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。風能作為這樣種清潔的可再生能源，具有很好的開發(fā)利用價值，越來越受到各國的重視，現(xiàn)如今風力發(fā)電已經(jīng)成為各國研究的熱點。其蘊量巨大，風能約為2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。

在變速恒頻的風力發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器采用PWM，有輸出電流正弦而且諧波含量少、功率因數(shù)可調(diào)以及在輸出電網(wǎng)電壓固定下直流母線電壓可以調(diào)節(jié)等些列優(yōu)點，在新能源并網(wǎng)發(fā)電中扮演著很重要的角色。

此次進行的測試就是針對合肥工業(yè)大學風力發(fā)電實驗室的風能發(fā)電拖動實驗系統(tǒng)的并網(wǎng)逆變器，其額定參數(shù)為：輸出電壓AC100V；額定輸出功率5kW。

而測試選用的交流電流探頭為i400s，直流電流探頭使用i310s，輸出信號都為10mV/A。在測試前重要的環(huán)節(jié)是設(shè)置，我們需要修改額定頻率、電壓以及交直流電流探頭型號，必要時還要調(diào)整電壓和電流變比。

435II測試版本為V3.02，并配合使用Powerlog3.1軟件。

根據(jù)設(shè)備額定參數(shù)，將接線方式（Config） 、額定頻率（Freq）、和額定電壓（Vnom）按右圖顯示的內(nèi)容來設(shè)置，分別是3ΦDELTA、50Hz、100V

接著進入相線電流探頭設(shè)置界面將交流電流探頭型號（Amp clamp）改為此次測試選擇的i400s，并把輸出信號范圍（Range）調(diào)整為10mV/A，則Nominal range自動調(diào)整為40A。如果測試的交流電流信號為中壓CT二次側(cè)信號，則需要修改電流變比（Ratio），修改的比值必須與CT實際變比保持致。其他參數(shù)項的修改以選擇的電流探頭實際規(guī)格為準。

然后按下F4進入零線電流探頭設(shè)置界面將直流電流探頭型號（Amp clamp）改為i310s，并把輸出信號范圍（Range）調(diào)整為10mV/A，則Nominal range自動調(diào)整為30A。

然后按下F5返回主界面，并進入菜單項選擇逆變器效率功能（POWER INVERTER），會出現(xiàn)右圖顯示的接線方式，嚴格按照圖上標明的方式接線：1.分別連接A、B、C三相交流電流探頭；2.連接直流電流探頭信號至中線電流通道；3.分別連接A、B兩相交流電壓測試線；4.將直流電壓的負連接到電壓C相通道，正連接到電壓中線通道。

        連接完畢，確認無誤后按下“OK”進入逆變器效率測試界面。測試界面如下：

圖中kWout是實際輸出交流功率，kWin是實際輸入直流功率，Eff%是逆變器的實際效率，Vout是輸出交流線電壓，Aout是輸出交流電流，Vin是輸入直流電壓，Ain是輸入直流電流。由于此實驗系統(tǒng)負載運行相對較為穩(wěn)定，故被測逆變器實際運行轉(zhuǎn)換效率約為Eff%=45.31%。

        總結(jié)：由于客戶是實驗質(zhì)的系統(tǒng)，因此效率較差。對于真實的風能發(fā)電系統(tǒng)，則其逆變器效率測試具有的現(xiàn)實意義。如果針對測試結(jié)果提逆變器效率，就可以提發(fā)電量，增加收益，因此如風電場、光伏電站的運營商等對于逆變器轉(zhuǎn)換效率都十分重視，通常會在合同中規(guī)定低效率值。

         此案例可以應用于新能源行業(yè)，如風力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)，也適用于大型UPS、變頻電源（變頻器除外）等。