《并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》编制说明

认证技术规范《并网光伏发电专用逆变器技术要求
和试验方法》编制说明
(一)制定规范的必要性;
能源和环境问题是近几年来世界关注的焦点,为了实现能源和环境的可持续发展,世界各国都将光伏发电作为发展的重点。在各国政府的大力支持下,光伏产业发展迅速,最近10年太阳电池及组件生产的年平均增长率达到30%以上。在我国,随着《可再生能源法》的颁布实施,光伏并网发电成为发电重点之一。近期政府应经批准的光伏并网包括:甘肃敦煌10MW光伏并网项目、上海市崇明岛1兆瓦光伏并网项目、内蒙古鄂尔多斯255千瓦并网项目。此外,全国各省也纷纷提出兴建大型太阳能发电站的计划。其中以云南与青海为例,云南省要在昆明开工建设国内最大的并网光伏电站实验示范项目,总装机容量为166兆瓦;青海省宣布将在柴达木盆地建设总装机容量为1G瓦(1000兆瓦)的电站。后者如若全部建成,将可能成为世界上最大的并网光伏电站。
直流/交流逆变器作为并网光伏系统中的关键部件,不仅可以将光伏组件产生的直流电变换成220V、50Hz的交流电供给大多数用电负载,而且还可以达到自由输出电流(电压)的选择波形、频率和振幅达到节能、节材、高效、安全、环保等多种目标。但由于我国还没有专用逆变器的标准,缺少技术门槛,使得不同质量的逆变器用于并网光伏系统中,对相应地区的电网造成安全隐患。
为推动和规范我国并网光伏逆变器的发展,适应国际贸易、技术和经济交流的需要,以及促进我国并网光伏逆变器的产业化发展,制定关于并网光伏逆变器专用技术标准十分必要的,为此,北京鉴衡认证中心、合肥阳光电源有限公司、北京科诺伟业科技有限公司、中国科学院电工研究所、北京市计科能源新技术开发公司、尚德电力控股有限公司、全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会共同编写了此认证技术规范。
(二)与相关法律法规的关系;
本标准符合我国相关法律、法规,与有关现行法律、法规和强制性标准不抵触、不矛盾。
(三)与现行标准的关系,以及存在的差异及理由;
目前,我国还没有光伏并网专用逆变器的国家标准、行业标准,有关光伏并网的标准有 GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》、GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》,这两个标准主要是从光伏并网系统的角度出发,对逆变器提出了部分有关电能品质、安全保护功能提出了要求,但是并不全面,尤其是缺少绝缘耐压、孤岛效应、电磁兼容以及环境试验,而这些项目直接应到光伏并网系统的持续、安全和可靠运行。为此,标准起草小组参考了大量国内外有关标准,如UL 1741:1999《独立电力系统用逆变器、变换器、控制器》、IEC 61727:2004《光伏系统 供电机构接口要求》、IEEE 929:2000《光伏系统供电接口操作规程建议》、AS 4777.2:2005《通过逆变器连接的电源系统的并网 第二部分:逆变器要求》、IEEE 1547:2003《分布式电源与电力系统进行互连的标准》、IEEE 1547.1:2005《分布式电源与电力系统的接口设备的测试程序》,特别是IEC刚发布的IEC62116《光伏并网系统用逆变器防孤岛测试方法》制定了此认证技术规范。
(四)参与制定认证技术规范的各方的情况;
本认证技术规范的起草单位为:北京鉴衡认证中心、合肥阳光电源有限公司、北京科诺伟业科技有限公司、中国科学院电工研究所、北京市计科能源新技术开发公司、尚德电力控股有限公司、全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会。
北京鉴衡认证中心是经国家认证认可监督管理委员会批准,由中国计量科学研究院组建,专业从事新能源和可再生能源产品标准研究的第三方认证机构。目前中心开展的主要认证产品包括:太阳能光伏产品、太阳能热水器和风力发电设备等产品。
合肥阳光电源有限公司成立于1997年, 十多年来,公司专注于可再生能源发电产品的研发、生产,主要产品有光伏发电电源、风力发电电源、回馈式节能负载、电力系统电源等。公司先后荣获 “安徽省优秀民营科技企业”、“安徽名牌产品”、“优秀创新企业”、“安徽省115产业创新团队”等荣誉证书,是“安徽省可再生能源电源工程技术研究中心”依托单位,安徽省研究生“产、学、研”示范基地。
北京科诺伟业科技有限公司其前身中国科学院电工研究所新能源研究室是国内最早从事太阳能光伏发电研究及产品开发的单位之一。北京科诺伟业科技有限公司公司致力于光伏发电、风力发电、风/光互补发电等可再生能源系统的工程设计、调试、安装及维护,研发、生产和销售具有自主知识产权的控制器、逆变器、监控系统、电流变换器以及户用电源等系列产品及提供相关服务。
中国科学院电工研究所是以高技术研究发展为主的电工专业科研基地型研究所,是以发展电工电能新技术为学科方向的国家科研机构,在全国电工科技布局中具有独特的地位。近年来,电工研究所在先进能源电力技术、现代电气驱动技术等领域开展了大量前沿基础性研究,发展了多项促进相关产业技术进步的战略性高技术,并已初步形成了先进电气驱动和绿色能源装置等高新技术产业。
北京市计科能源新技术开发公司是隶属于国家发展计划委员会能源研究所,系全民所有制单位,成立于1992年12月。北京市计科能源新技术开发公司是集太阳能光伏发电、风光互补发电和地源热泵空调采暖系统等新能源领域的技术咨询、系统设计、产品开发、产品生产和销售、工程安装和售后服务于一体的专业化公司。
尚德电力控股有限公司成立于2001年1月,是全球知名的,集研发、生产、销售为一体的外商独资高新技术光伏企业,主要从事晶体硅太阳电池、组件、光伏系统工程、光伏应用产品的研究、制造、销售和售后服务。
全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会于1987年6月在天津正式成立,是全国性专业标准化技术工作组织,负责全国太阳光伏能源系统的标准化技术归口工作。标委会下设秘书处,挂靠在中国电子科技集团公司第十八研究所。
(五)制定原则、确定主要内容的依据和验证情况;
本认证技术规范主要技术内容包括:性能指标、电磁兼容性、保护功能、绝缘耐压、外壳防护等级。其中:
1)性能指标包括:逆变效率、并网电流谐波、功率因数、工作电压、工作频率、直流分量、噪声。其中 “逆变效率”的技术指标是按照目前我国光伏专用逆变器的技术水平拟定,“噪声”的技术指标参考GB19606-2004《家用和类似用途电器噪声限值》拟定,其他测试项目的技术指标参照GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》、GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》拟定。
2)电磁兼容性包括:电压波动和闪烁、发射要求、抗扰度。测试项目的技术指标主要参照GB 17625.2 《电磁兼容 限值 对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》、GB/Z 17625.3 《电磁兼容 限值 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》、GB/T 17626.2 《电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验》、GB/T 17626.3 《电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验》等电磁兼容标准拟定。
3)保护功能包括:电网故障保护、防反放电保护、极性反接保护、过载保护。其中,防孤岛测试方法和技术要求主要参考IEC62116 《并网逆变器防孤岛测试方法》(Test procedure of islanding prevention measures for utility-interconnected photovoltaic inverters)拟定,其他测试项目主要参考GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》、GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》拟定。
4)绝缘耐压试验包括:绝缘电阻和绝缘强度。测试项目的技术指标主要参照GB7251.1-2005 《低压成套开关设备和控制设备 第一部分: 型式试验和部分型式试验成套设备》拟定。
5)外壳防护等级主要依据GB 4208的有关规定。
在制定过程中,标准起草小组利用先进的测试平台,采用英国Voltech的PM3000多功能电力分析仪等测试设备,对国内并网逆变器的关键指标按照本认证技术规范进行测试了分析和验证。
(六)标准制定过程;
2008年6月成立了标准起草小组,此后,标准起草小组通过大量调研,收集了国际上相关标准资料,同时根据国内本行业发展的情况,完成了标准草案。
2008年12月,起草小组将标准草案整理成征求意见稿,发往中国电力科学研究院、北京日佳电源有限公司、北京能高自动化技术有限公司、艾思玛(北京)商贸有限公司、中国电子科技集团第十八研究所、南京冠亚电源设备有限公司、Intertek天祥集团、TUV南德意志集团,征求意见。
2009年1月,起草小组将各单位的反馈意见进行汇总后,根据各位专家提出的意见对征求意见稿进行了修改和完善,并进行第二次意见征集。
2009年2月,起草小组主要完善逆变器效率、孤岛试验等项目后,形成第三次征求意见稿,再发往各单位征求意见。
2009年2月18日,起草小组收集了各单位的反馈意见后,进行最后的书面文字修改,形成最终的备案送审稿。

认证技术规范《并网光伏发电专用逆变器技术要求
和试验方法》编制说明
(一)制定规范的必要性;
能源和环境问题是近几年来世界关注的焦点,为了实现能源和环境的可持续发展,世界各国都将光伏发电作为发展的重点。在各国政府的大力支持下,光伏产业发展迅速,最近10年太阳电池及组件生产的年平均增长率达到30%以上。在我国,随着《可再生能源法》的颁布实施,光伏并网发电成为发电重点之一。近期政府应经批准的光伏并网包括:甘肃敦煌10MW光伏并网项目、上海市崇明岛1兆瓦光伏并网项目、内蒙古鄂尔多斯255千瓦并网项目。此外,全国各省也纷纷提出兴建大型太阳能发电站的计划。其中以云南与青海为例,云南省要在昆明开工建设国内最大的并网光伏电站实验示范项目,总装机容量为166兆瓦;青海省宣布将在柴达木盆地建设总装机容量为1G瓦(1000兆瓦)的电站。后者如若全部建成,将可能成为世界上最大的并网光伏电站。
直流/交流逆变器作为并网光伏系统中的关键部件,不仅可以将光伏组件产生的直流电变换成220V、50Hz的交流电供给大多数用电负载,而且还可以达到自由输出电流(电压)的选择波形、频率和振幅达到节能、节材、高效、安全、环保等多种目标。但由于我国还没有专用逆变器的标准,缺少技术门槛,使得不同质量的逆变器用于并网光伏系统中,对相应地区的电网造成安全隐患。
为推动和规范我国并网光伏逆变器的发展,适应国际贸易、技术和经济交流的需要,以及促进我国并网光伏逆变器的产业化发展,制定关于并网光伏逆变器专用技术标准十分必要的,为此,北京鉴衡认证中心、合肥阳光电源有限公司、北京科诺伟业科技有限公司、中国科学院电工研究所、北京市计科能源新技术开发公司、尚德电力控股有限公司、全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会共同编写了此认证技术规范。
(二)与相关法律法规的关系;
本标准符合我国相关法律、法规,与有关现行法律、法规和强制性标准不抵触、不矛盾。
(三)与现行标准的关系,以及存在的差异及理由;
目前,我国还没有光伏并网专用逆变器的国家标准、行业标准,有关光伏并网的标准有 GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》、GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》,这两个标准主要是从光伏并网系统的角度出发,对逆变器提出了部分有关电能品质、安全保护功能提出了要求,但是并不全面,尤其是缺少绝缘耐压、孤岛效应、电磁兼容以及环境试验,而这些项目直接应到光伏并网系统的持续、安全和可靠运行。为此,标准起草小组参考了大量国内外有关标准,如UL 1741:1999《独立电力系统用逆变器、变换器、控制器》、IEC 61727:2004《光伏系统 供电机构接口要求》、IEEE 929:2000《光伏系统供电接口操作规程建议》、AS 4777.2:2005《通过逆变器连接的电源系统的并网 第二部分:逆变器要求》、IEEE 1547:2003《分布式电源与电力系统进行互连的标准》、IEEE 1547.1:2005《分布式电源与电力系统的接口设备的测试程序》,特别是IEC刚发布的IEC62116《光伏并网系统用逆变器防孤岛测试方法》制定了此认证技术规范。
(四)参与制定认证技术规范的各方的情况;
本认证技术规范的起草单位为:北京鉴衡认证中心、合肥阳光电源有限公司、北京科诺伟业科技有限公司、中国科学院电工研究所、北京市计科能源新技术开发公司、尚德电力控股有限公司、全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会。
北京鉴衡认证中心是经国家认证认可监督管理委员会批准,由中国计量科学研究院组建,专业从事新能源和可再生能源产品标准研究的第三方认证机构。目前中心开展的主要认证产品包括:太阳能光伏产品、太阳能热水器和风力发电设备等产品。
合肥阳光电源有限公司成立于1997年, 十多年来,公司专注于可再生能源发电产品的研发、生产,主要产品有光伏发电电源、风力发电电源、回馈式节能负载、电力系统电源等。公司先后荣获 “安徽省优秀民营科技企业”、“安徽名牌产品”、“优秀创新企业”、“安徽省115产业创新团队”等荣誉证书,是“安徽省可再生能源电源工程技术研究中心”依托单位,安徽省研究生“产、学、研”示范基地。
北京科诺伟业科技有限公司其前身中国科学院电工研究所新能源研究室是国内最早从事太阳能光伏发电研究及产品开发的单位之一。北京科诺伟业科技有限公司公司致力于光伏发电、风力发电、风/光互补发电等可再生能源系统的工程设计、调试、安装及维护,研发、生产和销售具有自主知识产权的控制器、逆变器、监控系统、电流变换器以及户用电源等系列产品及提供相关服务。
中国科学院电工研究所是以高技术研究发展为主的电工专业科研基地型研究所,是以发展电工电能新技术为学科方向的国家科研机构,在全国电工科技布局中具有独特的地位。近年来,电工研究所在先进能源电力技术、现代电气驱动技术等领域开展了大量前沿基础性研究,发展了多项促进相关产业技术进步的战略性高技术,并已初步形成了先进电气驱动和绿色能源装置等高新技术产业。
北京市计科能源新技术开发公司是隶属于国家发展计划委员会能源研究所,系全民所有制单位,成立于1992年12月。北京市计科能源新技术开发公司是集太阳能光伏发电、风光互补发电和地源热泵空调采暖系统等新能源领域的技术咨询、系统设计、产品开发、产品生产和销售、工程安装和售后服务于一体的专业化公司。
尚德电力控股有限公司成立于2001年1月,是全球知名的,集研发、生产、销售为一体的外商独资高新技术光伏企业,主要从事晶体硅太阳电池、组件、光伏系统工程、光伏应用产品的研究、制造、销售和售后服务。
全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会于1987年6月在天津正式成立,是全国性专业标准化技术工作组织,负责全国太阳光伏能源系统的标准化技术归口工作。标委会下设秘书处,挂靠在中国电子科技集团公司第十八研究所。
(五)制定原则、确定主要内容的依据和验证情况;
本认证技术规范主要技术内容包括:性能指标、电磁兼容性、保护功能、绝缘耐压、外壳防护等级。其中:
1)性能指标包括:逆变效率、并网电流谐波、功率因数、工作电压、工作频率、直流分量、噪声。其中 “逆变效率”的技术指标是按照目前我国光伏专用逆变器的技术水平拟定,“噪声”的技术指标参考GB19606-2004《家用和类似用途电器噪声限值》拟定,其他测试项目的技术指标参照GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》、GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》拟定。
2)电磁兼容性包括:电压波动和闪烁、发射要求、抗扰度。测试项目的技术指标主要参照GB 17625.2 《电磁兼容 限值 对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》、GB/Z 17625.3 《电磁兼容 限值 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》、GB/T 17626.2 《电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验》、GB/T 17626.3 《电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验》等电磁兼容标准拟定。
3)保护功能包括:电网故障保护、防反放电保护、极性反接保护、过载保护。其中,防孤岛测试方法和技术要求主要参考IEC62116 《并网逆变器防孤岛测试方法》(Test procedure of islanding prevention measures for utility-interconnected photovoltaic inverters)拟定,其他测试项目主要参考GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》、GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》拟定。
4)绝缘耐压试验包括:绝缘电阻和绝缘强度。测试项目的技术指标主要参照GB7251.1-2005 《低压成套开关设备和控制设备 第一部分: 型式试验和部分型式试验成套设备》拟定。
5)外壳防护等级主要依据GB 4208的有关规定。
在制定过程中,标准起草小组利用先进的测试平台,采用英国Voltech的PM3000多功能电力分析仪等测试设备,对国内并网逆变器的关键指标按照本认证技术规范进行测试了分析和验证。
(六)标准制定过程;
2008年6月成立了标准起草小组,此后,标准起草小组通过大量调研,收集了国际上相关标准资料,同时根据国内本行业发展的情况,完成了标准草案。
2008年12月,起草小组将标准草案整理成征求意见稿,发往中国电力科学研究院、北京日佳电源有限公司、北京能高自动化技术有限公司、艾思玛(北京)商贸有限公司、中国电子科技集团第十八研究所、南京冠亚电源设备有限公司、Intertek天祥集团、TUV南德意志集团,征求意见。
2009年1月,起草小组将各单位的反馈意见进行汇总后,根据各位专家提出的意见对征求意见稿进行了修改和完善,并进行第二次意见征集。
2009年2月,起草小组主要完善逆变器效率、孤岛试验等项目后,形成第三次征求意见稿,再发往各单位征求意见。
2009年2月18日,起草小组收集了各单位的反馈意见后,进行最后的书面文字修改,形成最终的备案送审稿。


北京鉴衡认证中心
2009年2月18日

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