光電發電系統電能轉換效率測量

概述

在光伏發電系統中，功率調節系統（PCS）和充放電控制器用於將太陽能板輸出的直流電轉換為可用的交流電。表徵發電系統性能的參數包括實際發電量和轉換效率。

商業太陽能板的轉換效率在10%到20%之間。將太陽能板輸出轉換為交流電時的損耗最小化可以提高整個發電系統的效率。

近年來，蓄電池的PCS和可控制蓄電池的混合PCS也被引入戶用光伏發電系統市場，與蓄電池連動的發電系統已成為主流類型。

PCS的轉換效率範圍為95%至98%。為了提高0.1%的效率，需要使用精密功率分析儀進行評估。

配置控制蓄電池的混合 PCS

挑戰/需求

IEC 61683、EN 50530、JIS C 8961 等標準規定了 PCS 轉換效率的測量方法。不僅需要測量最大效率，還需要測量接近實際使用條件下的效率的歐洲效率*1和CEC效率*2 。Euro/CEC 效率是根據不同負載等級（從輕負載到額定負載）下的效率確定的，並根據負載係數進行加權。

PCS轉換效率的測量

MPPT控制測量*3

蓄電池充放電測量

PCS輸出電能品質的測量

*1 歐洲效率（Euro-eta，部分負載效率）：透過對不同負載係數（基於歐洲氣候模式）下的轉換效率進行加權並將其相加而計算出的效率。歐元效率據說是接近實際操作條件下的轉換效率。

*2 加州能源委員會 (CEC) 效率：美國加州能源委員會制定的能源效率法規。在加州分銷的產品必須遵守這些法規。

*3 最大功率點追蹤 (MPPT) 控制：PCS 和其他設備中整合的功能，用於追蹤和控制電壓和電流的組合，以在不同太陽輻射水平下最大化光伏發電功率。MPPT控制主要應用於大型系統。

解決方案/建議

YOKOGAWA的WT5000和WT1800E為測量光電發電系統的功率轉換效率提供了最佳的測量解決方案。

由於WT5000最多有7個輸入，WT1800E有6個輸入，因此單一WT5000或單一WT1800E可以測量PCS的輸入/輸出、電壓、電流、功率、頻率和效率，並將測量結果顯示在螢幕上。WT5000和WT1800E不僅可以測量最大轉換效率，還可以測量歐洲效率和CEC效率。

功率或效率的波動以數值或趨勢圖的形式顯示，讓使用者直觀地了解波動情況。

使用選購的外部電流感測器可測量高達 2000 A 的更高電流。

PCS 產生的諧波可以根據 IEC 標準進行測量。

電壓峰值、電流峰值和最大瞬時功率值（分別為+側、-側）以及電壓、電流和功率值可用於評估MPPT控制。

在電池充放電特性的評估中，利用積分函數根據瞬時正負功率值計算各電量。

WT5000效率η1 / η2 / η3趨勢顯示範例

WT5000七通道同時測量

文章出處來源:https://tmi.yokogawa.com/library/resources/application-notes/measurement-of-power-conversion-efficiency-of-photovoltaic-power-generation-system/