Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 12674:2020 IEC 61683:1999 Hệ thống quang điện - Bộ ổn định công suất - Quy trình đo hiệu suất

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12674:2020

IEC 61683:1999

HỆ THỐNG QUANG ĐIỆN - BỘ ỔN ĐỊNH CÔNG SUẤT - QUY TRÌNH ĐO HIỆU SUẤT

Photovoltaic systems - Power conditioners - Procedure for measuring efficiency

 

Lời nói đầu

TCVN 12674:2020 hoàn toàn tương đương với IEC 61683:1999;

TCVN 12674:2020 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC/E13 Năng lượng tái tạo biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

HỆ THỐNG QUANG ĐIỆN - BỘ ỔN ĐỊNH CÔNG SUẤT - QUY TRÌNH ĐO HIỆU SUẤT

Photovoltaic systems - Power conditioners - Procedure for measuring efficiency

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này mô tả các hướng dẫn để đo hiệu suất của bộ ổn định công suất được sử dụng trong hệ thống quang điện độc lập và hệ thống quang điện kết nối với lưới điện, trong đó đầu ra của bộ ổn định công suất là điện áp xoay chiều ổn định có tần số không đổi hoặc điện áp một chiều ổn định. Hiệu suất được tính từ phép đo trực tiếp công suất vào và ra tại nhà máy. Máy biến áp cách ly có bao gồm trong trường hợp áp dụng.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu có ghi năm công bố, chỉ áp dụng các bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố, áp dụng bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).

IEC 60146-1-1:1991, Semiconductor convertors - General requirements and line commutated convertors - Part 1-1: Specifications of basic requirements (Bộ chuyển đổi bán dẫn - Yêu cầu chung và bộ chuyển đổi giao hoán dòng - Phần 1-1: Quy định kỹ thuật của các yêu cầu cơ bản)

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các định nghĩa dưới đây. Tất cả các định nghĩa về hiệu suất áp dụng cho riêng bộ chuyển đổi điện và không xem xét bất kỳ sự tạo ra nhiệt nào. Tài liệu viện dẫn trên có chứa các định nghĩa khác.

Phụ lục A đưa ra định nghĩa về bộ ổn định công suất. Hiệu suất năng lượng và hệ số chuyển đổi được giải thích trong Phụ lục B.

3.1

Hiệu suất ra danh định (rated output efficiency)

Tỷ số giữa công suất ra và công suất vào khi bộ ổn định công suất làm việc ở đầu ra danh đinh của nó.

3.2

Hiệu suất ra một phần (partial output efficiency)

Tỷ số giữa công suất ra và công suất vào khi bộ ổn định công suất làm việc ở dưới mức đầu ra danh định của nó.

3.3

Hiệu suất năng lượng (energy efficiency)

Tỷ số giữa công suất ra và công suất vào trong khoảng thời gian xác định.

3.4

Dung sai hiệu suất (efficiency tolerance)

Dung sai cho phép giữa hiệu suất quy định của nhà chế tạo và hiệu suất đo được.

3.5

Bộ mô phỏng dàn PV (PV array simulator)

Bộ mô phỏng có đặc tính l-V tương đương với dàn PV.

3.6

Tổn hao không tải (no-load loss)

Công suất đầu vào của bộ ổn định công suất khi ngắt kết nối với tải hoặc công suất đầu ra của nó bằng 0.

3.7

Tổn hao ở chế độ chờ (standby loss)

Đối với bộ ổn định công suất kết nối với lưới điện, công suất lấy ra từ lưới điện khi bộ ổn định công suất ở chế độ chờ. Đối với bộ ổn định công suất độc lập, công suất đầu vào một chiều khi bộ ổn định công suất ở chế độ chờ.

3.8

Bám theo điểm công suất lớn nhất (maximum power point tracking)

MPPT

Phương án điều khiển trong đó điện áp đầu vào của bộ ổn định công suất luôn luôn tại điểm hoặc gần điểm công suất lớn nhất của dàn PV.

4 Điều kiện đo hiệu suất

Hiệu suất phải được đo theo ma trận các điều kiện như được mô tả trong các điều và Bảng 1 dưới đây. Các điều kiện cụ thể có thể được loại trừ theo thỏa thuận chung khi các điều kiện đó nằm ngoài phạm vi hoạt động cho phép của nhà chế tạo. Dữ liệu kết quả sẽ được trình bày dưới dạng bảng và cũng có thể được trình bày bằng đồ họa.

CHÚ THÍCH: Ví dụ, các bộ ổn định công suất độc lập thường được thiết kế để xử lý quá tải ngắn hạn đáng kể so với công suất danh định. Thử nghiệm ở mức 120 % công suất danh định được đưa vào để đưa ra chỉ báo về tính năng của bộ ổn định công suất ở các điều kiện này. Một số bộ ổn định công suất không được thiết kế để hoạt động vượt quá đầu ra danh định của nó và có thể bị hỏng nếu làm việc ở mức 120% công suất danh định. Trong những trường hợp này, tài liệu thử nghiệm phải ghi lại rằng thử nghiệm đã bị loại trừ do giới hạn của bộ ổn định công suất.

4.1 Nguồn điện một chiều dùng để thử nghiệm

Đối với các bộ ổn định công suất làm việc với điện áp đầu vào cố định, nguồn điện một chiều phải là pin/acquy lưu trữ hoặc nguồn điện áp không đổi để duy trì điện áp đầu vào.

Đối với các bộ ổn định công suất sử dụng bám theo điểm công suất lớn nhất (MPPT) và bộ ổn định công suất loại shunt, phải sử dụng dàn quang điện hoặc bộ mô phỏng dàn quang điện.

4.2 Nhiệt độ

Tất cả các phép đo phải được thực hiện ở nhiệt độ môi trường xung quanh 25 °C ± 2 °C. Nhiệt độ môi trường xung quanh khác có thể được cho phép theo thỏa thuận lẫn nhau. Tuy nhiên, nhiệt độ sử dụng phải được nêu rõ trong tất cả các tài liệu.

4.3 Điện áp và tần số đầu ra

Điện áp và tần số đầu ra phải được duy trì ở các giá trị danh nghĩa đã công bố của nhà chế tạo.

Bảng 1 - Tờ ghi chép hiệu suất

Điện áp đầu vào: _____________________ (± ___________V)

4.4 Điện áp đầu vào

Các phép đo được thực hiện trong từng thử nghiệm của các thử nghiệm sau đây phải được lặp lại ở ba điện áp đầu vào của bộ ổn định công suất:

a) điện áp đầu vào danh định nhỏ nhất của nhà chế tạo;

b) điện áp danh định của bộ nghịch lưu hoặc trung bình của dải đầu vào danh định của nó;

c) 90 % điện áp đầu vào lớn nhất của bộ nghịch lưu.

Trong trường hợp bộ ổn định công suất được kết nối với pin/acquy tại các đầu nối vào của nó, chỉ được phép áp dụng điện áp đầu vào danh nghĩa hoặc danh định.

4.5 Nhấp nhô và méo

Ghi lại điện áp đầu vào và nhấp nhô dòng điện cho mỗi phép đo. Cũng ghi lại điện áp đầu ra và méo dòng điện (nếu xoay chiều) hoặc nhấp nhô (nếu một chiều). Đảm bảo rằng các phép đo này vẫn nằm trong các giá trị được quy định của nhà chế tạo. Lưu ý rằng nhấp nhô và méo có thể không được quy định ở các mức công suất thấp nhưng phải ghi lại các số đọc.

4.6 Tải điện trở/lưới điện

Ở hệ số công suất bằng 1, hoặc ở hệ số công suất nội tại của bộ nghịch lưu nối lưới mà không điều chỉnh hệ số công suất, đo hiệu suất cho các mức công suất 10 %, 25 %, 50 %, 75 %, 100 % và 120 % của thông số đặc trưng của bộ nghịch lưu. Bộ nghịch lưu độc lập cũng phải được đo ở mức công suất bằng 5 % công suất danh định. Thử nghiệm bộ ổn định công suất cần được tiến hành với trở kháng thuần trở và trở kháng phản kháng quy định của lưới điện.

4.7 Tải phản kháng

Đối với bộ nghịch lưu độc lập, đo hiệu suất với tải cho hệ số công suất bằng mức tối thiểu quy định của nhà chế tạo (hoặc 0,25, chọn giá trị nào lớn hơn) và ở mức công suất 25 %, 50 % và 100 % của VA danh định. Lặp lại đối với các hệ số công suất 0,5 và 0,75 (không thấp hơn PF tối thiểu do nhà chế tạo quy định) và mức công suất 25 %, 50 % và 100 % của VA danh định.

4.8 Tải phi tuyến cộng tải điện trở

Đối với bộ nghịch lưu độc lập, đo hiệu suất với tải phi tuyến không đổi (tổng méo hài (THD) = (80 ± 5) %) bằng (25 ± 5) % VA danh định của bộ nghịch lưu cộng với tải điện trở nối song song đủ để đạt được tổng tải 25 %, 50 % và 100 % VA danh định. Lặp lại các phép đo với tải phi tuyến không đổi tương đương với (50 ± 5) % VA danh định của bộ nghịch lưu cộng với tải điện trở nối song song đủ để đạt được tổng tải 50 % và 100 % VA danh định. Loại tải phi tuyến phải được nêu rõ trong tất cả các tài liệu.

4.9 Tải phức

Khi điều kiện tải phi tuyến cộng tải phản kháng đủ được quy định cho các bộ nghịch lưu độc lập, đo hiệu suất với tải phi tuyến không đổi (THD = (80 ± 5) %) bằng (50 ± 5) % VA danh định của bộ nghịch lưu cộng với tải phản kháng (PF = 0,5) nối song song đủ để đạt được tổng tải 50 % và 100 % VA danh định. Loại tải phức phải được nêu rõ trong tất cả các tài liệu.

5 Tính toán hiệu suất

5.1 Hiệu suất đầu ra danh định

Hiệu suất đầu ra danh định phải được tính từ dữ liệu đo được như sau:

trong đó

η _R là hiệu suất đầu ra danh định (%);

P _o là công suất đầu ra danh định từ bộ ổn định công suất (kW);

P _i là công suất đầu vào đến bộ ổn định công suất ở đầu ra danh định (kW).

CHÚ THÍCH: Bất kỳ công suất phụ đầu vào nào (kW), ví dụ như đối với hệ thống điều khiển của bộ nghịch lưu (hoặc bộ điều khiển cổng) phải được đưa vào P _i , theo công thức (1).

5.2 Hiệu suất đầu ra một phần

Hiệu suất đầu ra một phần phải được tính từ dữ liệu đo được như sau:

trong đó

η _par là hiệu suất đầu ra một phần (%);

P _op là công suất đầu ra một phần từ bộ ổn định công suất (kW);

P _{i p} là công suất đầu vào đến bộ ổn định công suất ở đầu ra một phần (kW).

CHÚ THÍCH: Bất kỳ công suất đầu vào phụ nào (kW), ví dụ như đối với hệ thống điều khiển của bộ nghịch lưu (hoặc trình điều khiển cổng) phải được đưa vào P _{i p} , theo công thức (2).

5.3 Hiệu suất năng lượng

Hiệu suất năng lượng phải được tính từ dữ liệu đo được, như sau:

trong đó

η _E là hiệu suất năng lượng (%);

W _o là năng lượng đầu ra trong thời gian làm việc quy định (kWh);

W _i là năng lượng đầu vào trong thời gian làm việc quy định (kWh).

CHÚ THÍCH 1: Thời gian làm việc và profin tải phải được xác định theo thỏa thuận giữa người sử dụng và nhà chế tạo.

CHÚ THÍCH 2: Một số năng lượng đầu vào phụ (kWh) như đối với hệ thống điều khiển của bộ nghịch lưu (hoặc trình điều khiển cổng) phải được đưa vào trong W _i theo công thức (3).

CHÚ THÍCH 3: Xem Phụ lục C về giải thích hiệu suất năng lượng lấy trung bình theo trọng số η _wt có thể thay thế hiệu suất năng lượng.

5.4 Dung sai hiệu suất

Khi giá trị hiệu suất đã được đảm bảo, dung sai của giá trị này phải nằm trong phạm vi giá trị ở các điều kiện danh định được chỉ ra trong Bảng 2.

Bảng 2 - Dung sai hiệu suất

6 Mạch thử nghiệm hiệu suất

6.1 Mạch thử nghiệm

Hình 1 thể hiện các mạch thử nghiệm khuyến cáo cho bộ ổn định công suất có đầu ra xoay chiều một pha hoặc đầu ra một chiều. Cũng có thể xem đây là thể hiện một pha của bố trí thử nghiệm đối với bộ ổn định công suất nhiều pha.

Hình 1a và Hình 1b áp dụng cho bộ ổn định công suất riêng rẽ và bộ ổn định công suất kết nối với lưới điện một cách tương ứng.

Các mạch thử nghiệm đề xuất trên Hình 1 là không bắt buộc, nhưng cùng với các mô tả thử nghiệm, được thiết kế để thiết lập cơ sở cho thỏa thuận giữa người sử dụng và nhà chế tạo.

Loại nguồn điện phải được chỉ ra cho tất cả các thử nghiệm và phải được gắn với các yêu cầu ở 4.1.

6.2 Quy trình đo

a) Hiệu suất được tính bằng công thức (1) hoặc (2) sử dụng P _i , P _o hoặc P _ip , P _op đo được. Công suất vào một chiều P _i , P _{i p} có thể được đo bằng oát mét W ₁ hoặc được xác định bằng cách nhân các số đọc một chiều từ vôn mét V ₁ và ampe mét A ₁ . Công suất ra P _o , P _op có thể được đo bằng oát mét W ₂ .

b) Điện áp vào một chiều, được đo bằng vôn mét một chiều V ₁ , phải được thay đổi trong dải xác định tại đó dòng điện ra, được đo bằng ampe mét xoay chiều A ₂ thay đổi từ đầu ra thấp đến đầu ra danh định.

c) Dụng cụ đo chỉ thị giá trị trung bình phải được sử dụng cho vôn mét một chiều và ampe mét một chiều. Kiểu dụng cụ đo chỉ thị giá trị hiệu dụng thực phải được sử dụng cho vôn mét xoay chiều và ampe mét xoay chiều. Oát mét một chiều phải là loại đo một chiều. Oát mét w ₂ phải là loại đo xoay chiều hoặc một chiều theo đầu ra.

d) Hệ số công suất (PF tính bằng phần trăm) có thể được đo bằng đồng hồ đo hệ số công suất PF hoặc được tính từ các số đọc của V ₂ , A ₂ , W ₂ và như sau:

e) Từng đồng hồ đo có thể là loại analog hoặc digital. Độ chính xác của phép đo phải tốt hơn ±0,5 % giá trị toàn thang đo cho từng công suất đo được. Khuyến cáo sử dụng dụng cụ đo công suất digital W ₁ và W ₂ .

f) MPPT điều chỉnh động điện áp vào để tối đa hóa công suất ra. Về nguyên tắc, thiết bị theo dõi sẽ lấy mẫu tất cả các tham số điện như điện áp và dòng điện vào, công suất và dòng điện ra, trong thời gian cập nhật của MPPT. Nếu MPPT và nguồn đầu vào (dàn PV hoặc bộ mô phỏng dàn PV) tương tác theo cách sao cho điện áp vào biến đổi nhỏ hơn 5 % thì việc lấy trung bình các số đọc là chấp nhận được. Thời gian lấy trung bình phải là 30 s hoặc dài hơn.

7 Phép đo tổn hao

7.1 Tổn hao không tải

Tổn hao không tải phải được đo như dưới đây.

Nếu bộ ổn định công suất là loại độc lập thì số đọc của điện áp vào một chiều, điện áp ra và tần số được cho bởi đồng hồ đo V ₁ , V ₂ và F một cách tương ứng trên Hình 1a, và phải được điều chỉnh đến các giá trị danh định.

Tổn hao không tải do đó là giá trị được chỉ ra của oát mét vào một chiều, W ₁ , khi tải được ngắt kết nối khỏi bộ ổn định công suất.

Nếu bộ ổn định công suất là loại kết nối với lưới điện thì số đọc của vôn mét vào một chiều, V ₁ , vôn mét ra xoay chiều V ₂ và đồng hồ đo tần số F trên Hình 1b phải được điều chỉnh để đáp ứng các điện áp và tần số quy định.

Tổn hao không tải do đó là giá trị được chỉ ra của oát mét vào một chiều, W _{1 ,} khi oát mét xoay chiều, W ₂ , chỉ giá trị 0. Để thực hiện phép đo, cho phép chờ bộ ổn định công suất chuyển sang trạng thái làm việc không tải, nếu có thể áp dụng.

7.2 Tổn hao ở chế độ chờ

Tổn hao ở chế độ chờ phải được đo như dưới dây.

Nếu bộ ổn định công suất là loại kết nối với lưới điện thì tổn hao ở chế độ chờ được xác định là công suất tiêu thụ của đơn vị điện lực khi bộ ổn định công suất không làm việc nhưng ở chế độ chờ. Tổn hao ở chế độ chờ được chỉ ra bằng oát mét xoay chiều, W ₂ trên Hình 1b ở điện áp ra xoay chiều danh định.

Nếu bộ ổn định công suất là loại độc lập thì tổn hao ở chế độ chờ được xác định là công suất tiêu thụ của nguồn một chiều khi bộ ổn định công suất không làm việc nhưng ở chế độ chờ. Tổn hao ở chế độ chờ được chỉ ra bằng oát mét một chiều, W ₁ trên Hình 1a (không có điện áp ra xoay chiều hoặc một chiều).

Hình 1a - Loại độc lập

Hình 1b - Loại kết nối với lưới điện

CHÚ THÍCH 1: Nhấp nhô dòng điện hoặc điện áp đầu vào một chiều thay đổi theo trở kháng bên trong của nguồn điện một chiều và cần được xác định theo thỏa thuận lẫn nhau giữa người sử dụng và nhà chế tạo. Ví dụ, trở kháng có thể được chọn là tỷ lệ dòng điện-điện áp AV/AI tại điểm làm việc trên đường cong I-V của dàn PV. Khi bộ ổn định công suất bao gồm MPPT, nên sử dụng bộ mô phỏng dàn PV làm nguồn điện một chiều.

CHÚ THÍCH 2: Đồng hồ đo tần số F* và đồng hồ đo hệ số công suất PF* được bỏ qua trong trường hợp đầu ra một chiều.

Hình 1 - Mạch thử nghiệm bộ ổn định công suất

 

Phụ lục A

(tham khảo)

Mô tả bộ ổn định công suất

Bộ ổn định công suất được định nghĩa trong IEC 61277.

Một số loại cấu hình hệ thống quang điện liên quan đến mục đích và kích cỡ của chúng. Hình A.1 thể hiện cấu hình hệ thống chung trong IEC 61277. Ở Hình A.1, bộ ổn định công suất (PC) nằm bên trong đường chấm chấm. Bộ ổn định công suất có thể gồm một hoặc nhiều thiết bị dưới đây: bộ ổn định một chiều, giao diện một chiều/một chiều, bộ nghịch lưu, giao diện xoay chiều/xoay chiều, giao diện đơn vị điện lực xoay chiều và một phần của hệ thống điều khiển và theo dõi chủ (MCM). Dòng điện được chỉ ra bằng các mũi tên. Khi hệ thống PV có một hệ thống lưu trữ, giả thiết rằng hệ thống lưu trữ được nối với đầu vào của bộ ổn định công suất song song với dàn (xem Hình A.2 và Hình A.3).

Trong điều kiện bình thường, điện áp ra xoay chiều và tần số của bộ ổn định công suất là giá trị không đổi khi hệ thống được nối đến lưới điện (ở loại kết nối với lưới điện) hoặc đến các tải xoay chiều (ở loại độc lập). Tuy nhiên, khi các tải xoay chiều gồm các bơm hoặc máy thổi có động cơ cảm ứng tốc độ biến đổi, điện áp xoay chiều và tần số có thể biến đổi.

Trong tiêu chuẩn này, hệ thống có điện áp và tần số đầu ra xoay chiều không đổi cũng như các hệ thống có đầu ra một chiều đang được thảo luận. Hình A.2 và Hình A.3 thể hiện cấu hình của hệ thống PV và bộ ổn định công suất được mô tả trong tiêu chuẩn này.

Hình A.1 - Hệ thống chính và sơ đồ dòng điện đối với hệ thống PV

Hình A.2 - Cấu hình bộ ổn định công suất với đầu ra xoay chiều giả thiết dùng cho phép đo hiệu suất

Hình A.3 - Cấu hình bộ ổn định công suất với đầu ra một chiều giả thiết dùng cho phép đo hiệu suất

 

Phụ lục B

(tham khảo)

Hiệu suất năng lượng và hệ số chuyển đổi

Có hai kiểu hiệu suất được nêu trong. IEC 60146-2; một là hiệu suất năng lượng, còn lại là hệ số chuyển đổi. Hiệu suất năng lượng được xác định là tỷ số giữa công suất tác dụng đầu ra và công suất tác dụng đầu vào. Hệ số chuyển đổi là tỷ số giữa các mức công suất cơ bản đầu ra và đầu vào. Công thức cho hai tham số này như sau:

η _P = (P _aAC /P _aDC ) × 100 (%)

η _C = (P _{f AC} /P _{f DC} ) × 100 (%)

trong đó

η _P là hiệu suất năng lượng;

P _{aA C} là công suất tác dụng xoay chiều;

P _aDC là công suất tác dụng một chiều;

η _C là hệ số chuyển đổi;

P _fAC là công suất cơ bản xoay chiều;

P _{fD C} là công suất trung bình một chiều (điện áp trung bình x dòng điện trung bình).

Công suất tác dụng P _a được tính như sau:

trong đó

v(t) là điện áp thay đổi theo thời gian;

p(t) là công suất thay đổi theo thời gian;

i(t) là dòng điện thay đổi theo thời gian;

T là khoảng thời gian của một chu kỳ.

Chênh lệch giữa hai hiệu suất ở trên là do việc đánh giá các thành phần hài. IEC 60146 hợp nhất chúng thành hiệu suất năng lượng. Chênh lệch của chúng phụ thuộc vào dạng sóng điện áp và dòng điện như thể hiện trong Bảng B.1 và chỉ có ý nghĩa cho trường hợp thứ 5. Xem xét mục đích của các tiêu chuẩn và minh họa trong Bảng B.1, hiệu suất năng lượng được sử dụng là hiệu suất của bộ ổn định công suất.

Như thể hiện trong Bảng B.1, trường hợp 1 hoặc trường hợp 4, chênh lệch giữa η _C và η _P chỉ là 0,1 % khi nhấp nhô của điện áp một chiều và dòng điện là 10 %pp, hoặc khi thành phần điện áp hiệu dụng xoay chiều thứ 5 là 2 % và thành phần dòng điện thứ 5 là 5 %. Điều này có nghĩa là hệ số chuyển đổi nói chung là bằng hiệu suất năng lượng. Tuy nhiên, phải lưu ý rằng trong trường hợp sóng vuông, như trong trường hợp 5, phải sử dụng hiệu suất năng lượng vì chênh lệch là lớn, tức là, η _C /η _P = 0,81.

Thời gian tích phân (thời gian của một chu kỳ) T phải là 30 s hoặc lớn hơn và giá trị hiệu suất năng lượng trung bình thu được phải được sử dụng là hiệu suất của bộ ổn định công suất.

 

 

Bảng B.1 - Sự thay đổi về hiệu suất năng lượng η _P và hệ số chuyển đổi η _C do sự khác nhau về dạng sóng điện áp hoặc dòng điện

 

 

Phụ lục C

(tham khảo)

Hiệu suất năng lượng trung bình theo trọng số

Năng lượng của bộ ổn định công suất phụ thuộc vào cả profin bức xạ và profin tải. Hiệu suất năng lượng của bộ ổn định công suất phải được tính bằng tỷ lệ của năng lượng đầu ra và năng lượng đầu vào thực được đo trong một khoảng thời gian nhất định (ví dụ như một tháng hoặc một năm).

Để tham khảo, phụ lục này mô tả một phương pháp ước tính hiệu suất năng lượng sử dụng hiệu suất năng lượng trung bình theo trọng số.

Hiệu suất năng lượng trung bình theo trọng số, η _WT , được tính bằng tổng các tích của mỗi mức hiệu suất năng lượng và hệ số trọng số liên quan.

Khi hệ thống là loại kết nối với lưới điện không có hệ thống lưu trữ, các hệ số trọng số phụ thuộc vào đường cong khoảng thời gian bức xạ từng vùng.

Khi hệ thống là toại độc lập có hệ thống lưu trữ, các hệ số trọng số phụ thuộc vào đường cong khoảng thời gian tải.

Điều C.1 và C.2 thể hiện các quy trình tính toán cho η _WT đối với các hệ thống kết nối với lưới điện và các hệ thống độc lập.

C.1 η _WT của bộ ổn định công suất đối với các hệ thống PV kết nối với lưới điện

Điều này mô tả các hệ thống PV kết nối với lưới điện, không có bộ lưu trữ và dòng điện ngược được chấp nhận. Trong trường hợp này, năng lượng một chiều phát ra từ dàn PV được cung cấp trực tiếp vào bộ ổn định công suất (PC). Hầu như toàn bộ công suất đầu vào cho PC được chuyển đổi thành công suất xoay chiều. Một phần của nó bị tiêu tán là tổn hao PC.

Hiệu suất năng lượng trung bình theo trọng số, η _WT , là một chỉ số để đánh giá hiệu suất năng lượng hàng năm trong đó một hệ số trọng số, K _i , được sử dụng cho từng mức công suất đầu vào. Ở đây, cường độ bức xạ được chia thành nhiều mức độ rời rạc riêng biệt. Bằng cách sử dụng thời gian T _i , mức công suất đầu vào, P _{l i} , mức công suất đầu ra, P _Oi , và hiệu suất của PC, η _i , đối với từng mức i, η _wT được xác định như sau:

trong đó:

và

Nếu đường cong thời gian bức xạ được cho như trên Hình C.1, thì công thức (C.1) có thể được viết lại như sau:

trong đó: η _ER là hiệu suất năng lượng quy định;

η _1/4 ,... là hiệu suất của bộ ổn định công suất khi công suất đầu vào một chiều là 1/4, ... của giá trị danh định tương ứng.

Hình C.1 - Ví dụ về đường cong thời gian bức xạ

C.2 η _WT của bộ ổn định công suất đối với các hệ thống PV độc lập

Ở hệ thống PV độc lập có hệ thống lưu trữ, năng lượng phát ra từ dàn PV được lưu trữ và ổn định bằng pin/acquy. Công suất một chiều được chuyển đổi từ công suất một chiều có điều chỉnh hoặc công suất xoay chiều có điện áp không đổi và tần số không đổi bằng bộ ổn định công suất (PC) và cung cấp cho tải. Trong trường hợp này, một số phần của công suất phát ra bị tiêu tán là tổn hao trong pin/acquy và bộ ổn định công suất.

Phép tính hiệu suất năng lượng trung bình theo trọng số, η _WT , đối với hệ thống PV độc lập yêu cầu hệ số trọng số đối với các mức tải tương ứng.

Bằng cách sử dụng thời gian tải T _i , công suất đầu vào một chiều, P _li , công suất đầu ra xoay chiều, P _{O i} và hiệu suất của PC cho mức tải tương ứng, η _WT được xác định như sau:

trong đó

P _l0 là tổn hao không tải.

Nếu profin tải và đường cong thời gian của nó được cho như thể hiện trên Hình C.2 và Hình C.3 thì công thức (C.3) có thể được viết lại như sau:

trong đó:

η _ER là hiệu suất năng lượng quy định;

η _1/4 ,... là hiệu suất của bộ ổn định công suất khi tải là 1/4,... của giá trị danh định tương ứng.

Hình C.2 - Ví dụ về profin tải

Hình C.3 - Ví dụ về đường cong khoảng thời gian tải

 

Phụ lục D

(tham khảo)

Tính dung sai hiệu suất trong Bảng 2

Hiệu suất được đảm bảo, η, là:

trong đó:

P _R là công suất đầu ra danh định;

P _L là tổn hao được đảm bảo.

Từ IEC 60146-1-1, 4.3.3, tổn hao P _L , dung sai phải là +0,2 cho một đơn vị. Trong trường hợp này, hiệu suất, η', được cho bởi:

Do đó, dung sai η' - η được suy ra là:

Cuối cùng, dung sai được cho bởi công thức:

η' - η = -0,2 (1 - η ) η (%)

Điều này có nghĩa là dung sai giảm khi hiệu suất được đảm bảo tăng. Ví dụ, đối với các hiệu suất được đảm bảo bằng 90 % và 95 % thì dung sai là -1.8 % và -0,95 % tương ứng.

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] IEC 60146 (all parts), Semiconductor convertors

[2] IEC 60146-2:1974, Semiconductor convertors - Part 2: Semiconductor self-commutated convertors

[3] IEC 61277:1995, Terrestrial photovoltaic (PV) power generating systems - General and guide

 

Mục lục

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

4 Điều kiện đo hiệu suất

5 Tính toán hiệu suất

6 Mạch thử nghiệm hiệu suất

7 Phép đo tổn hao

Phụ lục A (tham khảo) - Mô tả bộ ổn định công suất,

Phụ lục B (tham khảo) - Hiệu suất năng lượng và hệ số chuyển đổi

Phụ lục C (tham khảo) - Hiệu suất năng lượng trung bình theo trọng số

Phụ lục D (tham khảo) - Tính dung sai hiệu suất trong Bảng 2

Thư mục tài liệu tham khảo