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光伏儲能行業(yè)之高電壓測量方案

閱讀:694      發(fā)布時間:2023-6-29
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一、背景

     通過配置儲能、提升功率預(yù)測水平、智慧化調(diào)度電力,可推動解決新能源發(fā)電隨機性、波動性、季節(jié)不均衡性帶來的系統(tǒng)平衡問題。十四五規(guī)劃,明確了加速儲能高質(zhì)量規(guī)模化發(fā)展,構(gòu)建電力系統(tǒng)的方向。

     作為電氣測量領(lǐng)域的專家, HIOKI日置提供從風(fēng)光發(fā)電端的能量轉(zhuǎn)換效率、儲能PCS系統(tǒng)、儲能電池評估、以及并網(wǎng)電能質(zhì)量評估、現(xiàn)場維保檢測等多應(yīng)用場景的測量解決方案,助力清潔能源及儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進可持續(xù)發(fā)展社會的建設(shè)。

儲能方案示意圖.png



二、具體應(yīng)用

(1)逆變器:將太陽能和風(fēng)電發(fā)電并網(wǎng)的核心部件,可將太陽能直流電轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)同頻率同相位的交流電能。

(2)儲能變流器:實現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的裝置,可有效削峰平谷、平衡負(fù)荷,是多能源微電網(wǎng)系統(tǒng)中的核心設(shè)備。


三、測量難點

(1)功率分析儀無法直接測量1000 V以上的電壓。測量高電壓、大功率時,為了將電壓降低到與測量儀對應(yīng)的規(guī)格,會使用高壓差差分探頭或儀表用變壓器。但是,高電壓差分探頭和儀表用變壓器無法正確測量轉(zhuǎn)換后的功率的各成分。因此,存在效率超過一百、測量值不穩(wěn)定、再現(xiàn)性低的問題。

(2)在儲能領(lǐng)域的測試應(yīng)用中,如逆變器,已達DC1000~DC2000V,傳統(tǒng)的測量方法是在儀器前端加裝電壓傳感器,這類傳感器大多是利用霍爾原理將被測電壓轉(zhuǎn)換成與原邊電壓成比例跟隨輸出的電流/電壓信號,這可以保證一定的轉(zhuǎn)換精度(一般可達0.5%),但這種精度只能在較小的帶寬(數(shù)百赫茲)內(nèi)實現(xiàn),無法滿足諧波測量。隨著光伏逆變器輸出頻率的不斷擴寬(可至400Hz以上),對電壓傳感器的帶寬要求也越來越高,按照100次諧波計算,則前端電壓傳感器至少要提供40kHz以上的帶寬(0.1dB衰減)。


四、解決方案

     AC/DC高壓分壓器VT1005:安全測量5000V的高壓,測量頻帶DC ~ 4MHz。

高壓分壓器VT1005.jpg

     通過將VT1005和日置的功率分析儀PW8001的組合,可以正確測量高壓的大功率,掌握變流器、逆變器帶來的儲能效果。

儲能解決方案.png


五、高壓分壓器產(chǎn)品介紹

(1)安全測量5000V的高壓 - 可輸入5000V(±7100V peak,無測量等級,預(yù)計瞬態(tài)過電壓0V),CAT II 2000V、CAT III 1500V

(2)即使0.1%量級的效率提升效果也能評估

① 測量精度±0.08% (DC), ±0.04% (50/60 Hz),±0.17% (50 kHz)

② 頻率平坦度 ±0.1%,振幅帶寬 200 kHz Typical

③ 頻率平坦度 ±0.1°,相位帶寬 500 kHz Typical(通過功率分析儀進行相位補償后

④ 測量帶寬DC~4MHz(-3dB)

⑤ 抗干擾性CMRR 80 dB Typical (100 kHz),差分輸入方式


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