并網光伏電站檢測結果的不確定度分析

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(1.國網青海省電力公司電力科學研究院，青海 西寧 810000；2.國網青海省電力公司檢修公司，青海 西寧 810000；3.國網青海省電力公司，青海 西寧 810000)

1 檢測方法

根據標準Q/GDW617-2011《光伏電站接入電網技術規定》和Q/GDW618-2011《光伏電站接入電網測試規程》的規定，利用并網光伏電站移動檢測平臺、Fluke435電能質量分析儀對光伏電站并網性能進行檢測，對一臺逆變器，在環境溫度-5℃～40℃，相對濕度≤80%的條件下，低電壓穿越電壓從35kV跌落至80%、頻率從50Hz擾動至49Hz。

2 數學模型

測量結果由儀器讀數和標準值比較得出：

(1)

Δuh=uh-uhN

(2)

式中：d為儀器側準確度;uh為第N次電壓實際測試值;uhN為第N次電壓給定值。

d為第N次電壓測量值相對基波的誤差，Δuh為某一次電壓的測量不確定度。

3 不確定度來源分析

測量不確定度來源較多，一般包括：測量設備、測量環境、測量人員與測量方法。本文測量的不確定度來源包括：

(1) 由并網光伏電站移動檢測平臺測量重復性引入的標準不確定度分量uAv、uAHZ，采用A類方法評定；

(2)由電能質量分析儀自身準確度引入的標準不確定度分量uBv1、uBHZ1，采用B類方法評定；

(3)由被檢測設備準確度等級引入的標準不確定分量uBv2、uBHZ2，采用B類方法評定。

4 標準不確定度評定

(1)重復性實驗引入的標準不確定度分量uAv、uAHZ進行重復性實驗10次，低電壓穿越電壓從35kV跌落至80%、頻率從50Hz擾動至49Hz，電能質量分析儀示值如表1、表2所示。

表1 低電壓穿越電壓跌落重復性測試結果

表2 頻率擾動重復性測試結果

通過貝塞爾公式計算出標準不確定度分量uAv、uAHZ為：

(3)

(4)

(2)由電能質量分析儀準確度引入的標準不確定度分量uBv1、uBHZ1。

(5)

②Fluke435電能質量分析儀的頻率幅值測試的值引入由儀器自身編號為DA15Z-AK1169的校準報告證書中不確定度為:uBHZ1=0.001Hz。

(3)由逆變器準確度等級引入的標準不確定分量uBv2、uBHZ2。

(6)

(7)

合成標準不確定度評定

標準不確定度各分量是互不相關的，合成標準不確定度采用方和根方法，則電壓、頻率的合成標準不確定度uCv、uCHZ為：

(8)

(9)

5 擴展不確定度評定及最佳估計值

被檢儀器(逆變器)電壓最佳估計值通常取算術平均數，最佳估計值為：16421.44V，被檢儀器頻率最佳估計值為：48.974Hz。

表3 逆變器低電壓穿越和頻率擾動不確定度匯總表

電壓、頻率擴展不確定度為：

UHZ=k×0.0095=0.019;k=2

(10)

Uu=k×0.0957=0.019;k=2

(11)

6 檢定或校準結果的驗證

若用兩臺檢測儀器分別測量得到的結果分別為y1和y2，兩臺檢測儀器的擴展不確定度分別為U1和U2則應滿足

(12)

分別用Fluke435與Fluke1760完成低電壓穿越電壓跌落實驗，測得的數據進行比較：對光伏電站并網性能進行檢測，對一臺逆變器，在環境溫度-5℃～40℃，相對濕度≤80%的條件下，低電壓穿越電壓從35kV跌落至80%、頻率從50Hz擾動至49Hz的運行情況進行測試，測試過程中用兩套設備同時監測低電壓穿越對裝置的電壓波動情況，所得數據見表4、表5。

表4 低電壓穿越電壓跌落測試不確定度驗證

表5 頻率擾動測試不確定度驗證

7 結論

電能質量分析儀電壓、頻率檢測的結果最佳估計值為：16421.44V，48.974Hz。其擴展不確定度為：Uu=0.191；k=2、UHZ=0.019；k=2 。

比對證明低電壓穿越電壓跌落測試數據的絕對差值小于0.086%， 頻率擾動測試絕對差值小于0.0014，裝置測量不確定度的評定是合理有效的。