風能逆變器效率測試應用案例

把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能，這就是風力發電。風力發電正在上形成股熱潮，因為風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣污染。風能作為這樣種清潔的可再生能源，具有很好的開發利用價值，越來越受到各國的重視，現如今風力發電已經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，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。

在變速恒頻的風力發電系統中，并網逆變器采用PWM，有輸出電流正弦而且諧波含量少、功率因數可調以及在輸出電網電壓固定下直流母線電壓可以調節等些列優點，在新能源并網發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大學風力發電實驗室的風能發電拖動實驗系統的并網逆變器，其額定參數為：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。在測試前重要的環節是設置，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。

根據設備額定參數，將接線方式（Config） 、額定頻率（Freq）、和額定電壓（Vnom）按右圖顯示的內容來設置，分別是3ΦDELTA、50Hz、100V

接著進入相線電流探頭設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）調整為10mV/A，則Nominal range自動調整為40A。如果測試的交流電流信號為中壓CT二次側信號，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。其他參數項的修改以選擇的電流探頭實際規格為準。

然后按下F4進入零線電流探頭設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）調整為10mV/A，則Nominal range自動調整為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。由于此實驗系統負載運行相對較為穩定，故被測逆變器實際運行轉換效率約為Eff%=45.31%。

        總結：由于客戶是實驗質的系統，因此效率較差。對于真實的風能發電系統，則其逆變器效率測試具有的現實意義。如果針對測試結果提逆變器效率，就可以提發電量，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換效率都十分重視，通常會在合同中規定低效率值。

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