GB/T 19115.2-2018 风光互补发电系统 第2部分：试验方法

　　ICS 27 . 180 F 1 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 191 15. 2—2018代替 GB/T 19115 . 2—2003

　　风光互补发电系统第 2 部分：试验方法

　　wind-solarphotovoltaichybridgenerateelectricitysystem—

　　part2：Testmethods

　　2018-09-17 发布 2019-04-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　前 言

　　GB/T 19115《风光互补发电系统》分为以下 2 个部分：

　　— 第 1 部分：技术条件;

　　— 第 2 部分：试验方法。

　　本部分为 GB/T 19115 的第 2 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分代替 GB/T 19115 . 2—2003《离网型户用风光互补发电系统 第 2 部分：试验方法》，与GB/T 19115 . 2—2003 相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：

　　— 本部分增加了并网型风光互补发电系统试验方法，(见第 5 章);

　　— 调整了适用范围(见第 1 章);

　　— 引用标准对应更新(见第 2 章);

　　— 增加了并网型风机控制器的测试示意图及测试方法(见图 1、6 . 3 . 1) ;

　　— 增加了并网型系统测试连接方法示意图及测试方法(见图 5、8 . 2) ;

　　— 修改了风力发电机组模拟器示意图(见图 3) ;

　　— 修改了逆变器试验方法(见 6 . 4) ;

　　— 修改了蓄电池的检测方法(见 6 . 5) ;

　　— 修改了风光互补发电系统综合性能试验记录表(见附录 A) ;

　　— 删除了卸荷器试验方法(见 2003 年版 5 . 6) 。

　　本部分由中国机械工业联合会提出。

　　本部分由全国风力机械标准化技术委员会归口(SAC/TC 50)归口 。

　　本部分主要起草单位：广州红鹰能源科技股份有限公司、合肥为民电源有限公司、上海电气分布式能源科技有限公司。

　　本部分主要起草人：伍友刚、俞红鹰、鞠宁、陈超明、陈贤、张为民、朱凤天。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 19115 . 2—2003 。

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　风光互补发电系统第 2 部分：试验方法

　　1 范围

　　GB/T 19115 的本部分规定了风光互补发电系统(以下简称系统)试验目的、试验条件、试验准备和试验方法、检验标准。

　　本部分适用于风力发电和光伏混合的离网型与并网型系统，且风轮扫掠面积小于 200 m2 且输出电压低于 1 000 V交流或 1 500 V直流的风力发电系统或其风光互补发电系统。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 9535 地面用晶体硅光伏组件 设计鉴定和定型

　　GB/T 17646 小型风力发电机组

　　GB/T 19068 . 2 小型风力发电机组 第 2 部分：试验方法

　　GB/T 19068 . 3 小型风力发电机组 第 3 部分：风洞试验方法

　　GB/T 19115 . 1 风光互补发电系统 第 1 部分：技术条件

　　GB/T 20321 . 2 离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第 2 部分：试验方法

　　GB/T 22473 储能用铅酸蓄电池

　　GB/T 30427 并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法

　　GB/T 34521 小型风力发电机组用控制器

　　3 术语和定义

　　GB/T 17646 和 GB/T 19115 . 1 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 试验目的

　　检测验证风力发电机组、光伏阵列、风光互补控制器、离网逆变器、并网逆变器和蓄电池等主要部件组成风光互补发电系统的产品质量。

　　5 风光互补发电系统试验条件

　　系统试验的环境条件应符合以下要求：

　　a) 海拔高度不超过 1 000 m ;

　　b ) 环境温度：室内温度：25 ℃ ± 5 ℃;室外温度：0 ℃ ~+40 ℃ ;

　　c) 相对湿度不大于 90% 。

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　6 系统主要部件试验方法

　　6 . 1 风力发电机组试验方法

　　风力发电机组的试验方法应按 GB/T 19068 . 2 与 GB/T 19068 . 3 的规定进行。

　　6 . 2 太阳能电池组件试验方法

　　太阳能电池组件试验应按 GB/T 9535 的规定进行。

　　6 . 3 风光互补控制器试验方法

　　6 . 3 . 1 风力发电机控制器测试

　　6 . 3 . 1 . 1 离网型风力发电机控制器测试方法应按 GB/T 34521 的规定进行。

　　6 . 3 . 1 . 2 并网型风力发电机控制器应满足以下测试要求：

　　a) 并网型风力发电机控制器测试示意见图 1 ;

　　元器件：

　　V1 — 交流电压表;

　　V2 — 直流电压表;

　　I1 — 交流电流表;

　　R — 可调负载。

　　图 1 并网型控制器测试示意图

　　b ) 控制器基本功能测试：

　　— 卸荷功能：如图 1 所示电路，断开 R,将三相调压器电压调整到控制器的最大电压点，检测卸荷器是否处于卸荷状态;

　　— 充电功能：按图 1 所示电路，连上卸荷器及 R,调整三相调压器电压，检测 V2 是否建立起电压。

　　c) 控制器最大电压测试：采用图 1 所示电路，断开 R,将三相调压器电压调高到控制器最大电压，卸荷器持续卸荷状态，持续时间 10 min,控制器应不损坏;

　　d) 控制器最大功率测试：采用图 1 所示电路，断开卸荷器，三相交流调压器电压逐渐加大至额定电压，调整 R使电流表指示为控制器额定电流的 1 . 5 倍，持续时间 10 min,控制器不应损坏。

　　6 . 3 . 2 光伏控制器充电电路测试

　　6 . 3 . 2 . 1 光伏充电回路测试

　　光伏充电回路测试示意见图 2 。

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　元器件：

　　V1 — 直流电压表;

　　V2 — 直流电压表;

　　I1 — 直流电流表;

　　R — 可调负载。

　　图 2 光伏充电回路测试示意图

　　6 . 3 . 2 . 2 光伏充电电路可承受的最大电压试验

　　采用图 2 所示电路，断开卸荷器及 R,将稳压电源电压调至对应为光伏阵列额定电压的 1 . 5 倍，持续时间 10 min,控制器应保持完好。

　　6 . 3 . 2 . 3 光伏充电电路可承受最大电流试验

　　采用图 2 所示电路，断开卸荷器，将稳压电源电压调至对应为光伏阵列的额定电压，调整 R使电流表指示为太阳电池短路电流的 1 . 5 倍，持续时间 10 min,控制器应保持完好。

　　6 . 3 . 2 . 4 光伏充电电路电压降试验

　　采用图 2 所示电路，调整稳压电源电压为对应为光伏阵列的额定电压，调整 R 使电流表指示为太阳电池组体的额定电流，读出电压表 V1 、V2 读数。

　　6 . 3 . 2 . 5 防止组件反接的电路保护试验

　　采用图 2 所示电路，将控制器对应为光伏阵列输入端与稳压电源输出端极性反接，并调整稳压电源电压为太阳电池额定电压，检查控制器防反接保护电路功能是否正常，同时控制器应不损坏。 重复三次，并填写记录表。

　　6 . 4 逆变器试验方法

　　6 . 4 . 1 离网型逆变器试验应按 GB/T 20321 . 2 的规定进行。

　　6 . 4 . 2 并网型逆变器试验方法应按 GB/T 30427 的规定进行。

　　6 . 5 蓄电池检测方法

　　6 . 5 . 1 储能铅酸蓄电池应按 GB/T 22473 的规定进行。

　　6 . 5 . 2 其他类型蓄电池应按其相应国家标准进行检测。

　　7 风光互补发电系统综合性能试验准备

　　7 . 1 试验所需仪器、设备

　　7 . 1 . 1 试验所需主要仪器和设备：风力发电机组模拟器、直流电源、直流电流表、交流电压表、交流电流

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　表、扭矩传感器、示波器或失真仪等。 所有检测用仪器、仪表应在计量部门检验合格的有效期内。 其精度等级、测量范围、功率应满足测试要求。

　　7 . 1 . 2 应配备符合被测系统功率要求的可调阻性负载、交流电网。

　　7 . 2 风力发电机组模拟器

　　7 . 2 . 1 模拟器由下述设备组成：

　　a) 电控平台(含三相变频器、电压表、电流表、扭矩仪等设备);

　　b ) 三相异步电动机一台;

　　c) 扭矩传感器;

　　d) 将风力发电机和异步电机连接的连轴器;

　　e) 连接和固定用平台;

　　f) 被检的发电机一台。

　　7 . 2 . 2 模拟器按图 3 所示制造和安装：

　　注：负载箱分为阻性负载、容性负载、感性负载及电网负载等类型。

　　图 3 发电机组模拟器示意图

　　7 . 3 系统测试联接方法

　　7 . 3 . 1 离网型系统综合性能试验应按图 4 所示方法进行系统连接。

　　元器件：

　　V1 — 直流电压表;

　　V2 — 交流电压表;

　　V3 — 直流电压表;

　　I1 — 直流电流表;

　　I2 — 交流电流表;

　　I3 — 直流电流表;

　　Rf —可调负载。

　　图 4 离网型系统测试连接方法示意图

　　7 . 3 . 2 并网型系统综合性能试验应按图 5 所示方法进行系统连接。

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　元器件：

　　V1 — 直流电压表;

　　V2 — 交流电压表;

　　V3 — 直流电压表;

　　I1 — 直流电流表;

　　I2 — 交流电流表;

　　I3 — 直流电流表。

　　图 5 并网型系统测试连接方法示意图

　　7 . 4 试验记录

　　系统综合性能试验应进行记录，参见附录 A。

　　8 风光互补发电系统综合性能试验方法

　　8 . 1 离网型系统综合性能试验

　　8 . 1 . 1 电能品质试验

　　8 . 1 . 1 . 1 输出频率稳定度试验

　　按图 4 所示，断开蓄电池组，将控制器的输出端接入逆变器，调整风力发电机组模拟器和直流电源。使逆变器输入电压在额定值的 90%~120%之间变化，逆变器输出功率为额定值，负载为纯阻性负载。用示波器或频率测试仪测量输出频率值。 重复三次，并填写记录表。

　　8 . 1 . 1 . 2 输出电压调整率试验

　　重复 8 . 1 . 1 试验程序。 用电压表测量输出电压值。 重复三次，并填写记录表。

　　8 . 1 . 1 . 3 输出波型失真度试验

　　输出波形为正弦波的系统，按图 4 所示，接入蓄电池组，使逆变器输入电压为额定值，输出功率为额定值，负载为纯阻性。 用失真仪测量输出波型失真度。 重复三次，并填写记录表。

　　8 . 1 . 2 保护功能试验

　　8 . 1 . 2 . 1 蓄电池欠压和过压保护与自动恢复试验应按以下要求进行：

　　— 断开蓄电池，风力发电机模拟器停机;

　　— 调节直流电源电压，启动逆变器，使负载开始工作，先向下调整直流电源电压，当电压到达额定欠压保护电压时，逆变器进入欠压保护状态;

　　— 再向上调节直流电源电压，当电压升至额定欠压保护恢复电压时，逆变器自动恢复工作;

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　— 继续向上调整直流电源电压，当电压调至额定过压保护电压时，逆变器进入过压保护状态，交流输出电压为零;

　　— 再向下调整直流电源电压，当直流电源电压回调到额定过压保护恢复电压时，逆变器应恢复交流输出。

　　上述试验应重复三次，并填写记录表。

　　8 . 1 . 2 . 2 短路保护试验应按以下要求进行：

　　— 在逆变器正常输出时，人为负载端短路，逆变器应在小于 0 . 5 s进入保护状态;

　　— 自动保护型在消除短路后，应能恢复输出;

　　— 使用融断保护器的机型，在更换保险后应恢复正常输出。

　　上述试验应重复三次，并填写记录表。

　　8 . 1 . 2 . 3 负荷过功率保护试验应按照 GB/T 20321 . 2 的规定进行。

　　8 . 1 . 3 显示功能试验

　　8 . 1 . 3 . 1 在进行电性能试验时，应同时观察和记录风力发电机组充电显示、光伏阵列充电显示、蓄电池电压状态显示、逆变器、控制器工作状态显示、显示器显示正确、清晰。 重复三次，并填写记录表;

　　8 . 1 . 3 . 2 在进行保护功能试验时，应同时观察和记录各种保护功能显示器状态，应显示正确、清晰。 显示器是可计量方式的，应有显示数据。

　　8 . 1 . 4 系统抗风力发电机组空载电压冲击试验

　　断开蓄电池组，调整风力发电机组模拟器，使发电机的转速是额定最高转速，持续 3 min, 系统应无损坏。 重复三次，并填写记录表。

　　8 . 2 并网系统综合性能试验

　　8 . 2 . 1 最大功率跟踪测试

　　并网逆变器的风力发电机部分最佳功率设置按图 5 所示，断开直流电源，在风力发电机模拟器上调整发电机的转速，找出逆变器在发电机不同转速下的最大输出功率，设定与电压相对应的最大功率点。选择三个不同的工作转速，对应测试其最大输出功率，重复三次并填写记录表。

　　8 . 2 . 2 保护性功能测试

　　8 . 2 . 2 . 1 关闭直流电源，调整发电机转速，逐渐降低直流输入电压，直至逆变器停止工作，记录逆变器停止工作时的直流电压值，重复三次并填写记录表。

　　8 . 2 . 2 . 2 逐渐升高发电机转速、抬升直流电压，直至控制器卸荷或者逆变器保护停止输出，记录此时的直流电压，重复三次并填写记录表。

　　8 . 2 . 2 . 3 记录电网电压与频率变化时逆变器的工作状态。

　　8 . 2 . 2 . 4 按图 5 所示，逆变器在额定状态运行时，断开交流电网，逆变器防孤岛运行，记录逆变器工作状态。

　　8 . 2 . 3 显示功能试验

　　8 . 2 . 3 . 1 在进行电性能试验时，应同时观察和记录风力发电机组充电显示、光伏在阵列充电显示、电网电压状态显示、逆变器、控制器工作状态显示、显示器显示正确、清晰。 重复三次，并填写记录表。

　　8 . 2 . 3 . 2 在进行保护功能试验时，应同时观察和记录各种保护功能显示器状态，应显示正确、清晰。 显示器是可计量方式的，应有显示数据。

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　8 . 2 . 4 系统抗风力发电机组空载电压冲击试验

　　断开交流电网，调整风力发电机组模拟器，使发电机的转速是额定最高转速，持续 3 min, 系统应无损坏。 重复三次，并填写记录表。

　　9 可靠性试验

　　可靠性试验应按照国家对风力发电机组和电子产品可靠性试验的规定分别测试。

　　10 试验报告

　　10 . 1 编写程序

　　在试验过程中，应及时观察、正确记录有关数据和资料。 试验结束后，应首先核实观察测定的数据资料，并汇总整理，进行准确计算后，编写试验报告。

　　10 . 2 报告内容

　　试验报告应包括以下内容：

　　a) 试验时间、地点;

　　b ) 试验条件;

　　c) 试验目的;

　　d) 被测系统的主要技术参数;

　　e) 试验结果和质量分析;

　　f) 试验结论;

　　g) 试验人员。

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　风光互补发电系统综合性能试验记录表

　　A.1 测试设备的要求

　　系统综合性能测试所用设备应记入表 A. 1 。

　　表 A.1 测试设备清单

　　A.2 离网型风光互补发电系统

　　测试记录应记入表 A. 2 。

　　表 A.2 离网型风光互补发电系统测试记录

　　系统集成企业名称： 测试时间：

　　GB/T 19 1 15 . 2—2018

　　表 A.2(续)

　　系统集成企业名称： 测试时间：

　　检验： 审核：

　　A.3 并网型风光互补发电系统

　　测试记录应记入表 A. 3 。

　　表 A.3 并网型风光互补发电系统测试记录

　　系统集成企业名称： 测试时间：

　　检验： 审核：