1、太陽能光伏電源系統用控制器檢驗方法1、概述太陽能光伏電源系統用控制器主要用于在太陽能光伏電源系統起自動防止太陽能光伏電源系統的貯能蓄電池組過充電和過放電，以及承受逆變器和其他設備內部短路保護的作用。2、本檢驗方法依據GB/T19064-2003家用太陽能光伏電源系統技術條件和試驗方法。3、主要測試儀器和試驗設備31數字多用表：電壓、電流測量精度優于0.5%。參考型號：HP公司的3457A和34401A。32高低溫試驗箱：溫度精度優于±2參考型號：田葉井公司的MC-71。32高低溫潮熱試驗箱：溫度精度優于±2，相對濕度精度優于±3%。參考型號：田葉井公司的PL-3G

2、。33振動臺：一般普通的正弦振動臺都能達到要求。參考型號：日本振研的CV-300電磁振動臺。4試驗方法：41設備外觀與文件資料411設備外觀目測設備外觀及主要零、部件是否有損壞，是否有受潮現象，元器件是否有松動與丟失。機殼表面鍍層是否牢固，漆面應勻稱，無剝落、銹蝕及裂痕等現象。各種開關是否便于操作，靈活可靠。412商標檢查目測設備的標簽內容是否做到所有標牌、標記、文字符合要求，功能是否顯示清晰、正確，是否標明蓄電池和負載的連接點和極性。413 文件資料檢查設備的文件資料是否符合技術要求中的規定。42控制器調節點的設置421根據產品規定的指標范圍，檢查在其電壓范圍內工作點是否已經根據蓄電池的特性

3、及地區環境設置好。422 由于不同荷電狀態的蓄電池可以有不同的充電模式，應檢查其是否有不同的充電模式。423檢查其是否具有溫度補償功能。43充滿斷開（HVD）和恢復功能型控制器（即開關型控制器）開關型控制器具有輸入充滿斷開和恢復連接的功能。對于接通/斷開式控制器，設計標準值為12V的蓄電池，其充滿斷開和恢復連接的電壓參考值如下：431 起動型鉛酸蓄電池：充滿斷開HVD：15.015.2V，恢復13.7V。432固定型鉛酸蓄電池：充滿斷開HVD：14.815.0V，恢復13.5V。433密封型鉛酸蓄電池：充滿斷開HVD：14.114.5V，恢復13.2V。測試電路如圖1。將直流電源接到蓄電池的輸

4、入端子上，模似蓄電池的電壓。用電壓表監測直流電源的電壓，調節直流電源的電壓使其達到充滿斷開HVD 點（V1-2），控制器應當能斷開充電回路；降低電壓到恢復充電點，控制器應能重新接通充電回路。44脈寬調制型控制器脈寬調制型控制器與開關型控制器的主要差別在充電回路沒有特定的恢復點。對于標準值為12V的蓄電池，其充滿電壓的參考值如下：441 起動型鉛酸蓄電池：充滿斷開HVD：15.015.2V。442固定型鉛酸蓄電池：充滿斷開HVD：14.815.0V。443密封型鉛酸蓄電池：充滿斷開HVD：14.114.5V。測試電路如圖2。用直流穩壓電源代替太陽能電池方陣通過控制器給蓄電池充電。當蓄電池電壓接近

5、充滿點時，充電電流逐漸變小；當蓄電池電壓達到充滿值時，充電電流應接近于0。當蓄電池電壓由充滿點向下降時，充電電流應當逐漸增大。45溫度補償將溫度傳感器放入恒溫箱，充滿斷開（HVD）點隨溫度的變化而有所改變，可以畫出一條曲線，其斜率應符合溫度系數每節電池-37mV/ 的要求。46欠壓斷開（LVD）和恢復功能當蓄電池的電壓降到過放點（1.80±0.5）V/只時控制器應能自動切斷負載；當蓄電池電壓回升到充電恢復點（2.22.25）V/只時，控制器應能自動或手動恢復對負載的供電。測試電路如圖3。將直流穩壓電源接到蓄電池的輸入端，模似蓄電池的電壓。將可變電阻接到負載端，模似負載。將放電回路的電

6、流調到額定值，然后將直流電源的電壓調至欠壓斷開LVD點，控制器應能自動斷開負載；將電壓回調至恢復點，控制器應能再次接通負載。如果是帶欠壓鎖定功能的控制器，當直流輸入電壓達到欠壓恢復點之上，控制器復位后應能接通負載。設定標稱值為12V 的蓄電池，其欠壓斷開(LVD)和恢復電壓的參考值如下：a) 欠壓斷開LVD：11.111.4V；b) 自動或手動恢復：13.213.5V。47空載損耗（靜態電流）測試電路如圖4。斷開PV輸入和負載輸出，直流電源接在控制器的蓄電池的輸入端，當發光二極管（LED）不工作時，用電流表測量控制器的輸入電流，其值應不超過其額定充電電流的1%。48控制器充、放電回路壓降481

7、調節控制器充電回路電流至額定值，用電壓表測量控制器充電回路的電壓降，其值應不超過系統額定電壓的5%。482調節控制器放電回路電流至額定值，用電壓表測量控制器充電回路的電壓降，其值應不超過系統額定電壓的5%。49耐振動性在頻率為10Hz55Hz 、振幅為0.35mm、三軸向各振動30min 后，通電檢查設備應能正常工作。410保護功能4101負載短路保護檢查控制器的輸出回路是否有短路保護電路。控制器應能夠承受任何負載短路的電路保護。4102內部短路保護檢查控制器的輸入回路是否有短路保護電路。控制器應能夠承受內部短路的電路保護。4103反向放電保護測試電路如圖5。將電流表加在太陽能電池組件的正、負

8、端子之間（相當于將太陽能電池組件端短路），調節接在蓄電池輸入端的直流穩壓電源電壓，檢查有無電流通過。如果沒有電流，說明反向放電保護正常。4104極性反接保護將控制器的輸入端正負極反接到直流穩壓電源的輸出端，檢查控制器或直流穩壓電源是否損壞。如果沒有損壞，說明極性反接保護正常。4105雷擊保護目測避雷器的類型和額定值是否能確保吸收預期的沖擊能量。控制器應能夠承受在多雷區由于雷擊引起的擊穿的電路保護。411耐沖擊電壓將直流穩壓電源加到控制器的太陽能電池輸入端，施加1.25 倍的標稱電壓并持續1h 后，通電檢查控制器應不損壞。412耐沖擊電流將直流穩壓電源接在控制器的充電輸入端，可變電阻接在蓄電池端

9、，調節可變電阻使充電回路電流達到標稱電流的1.25倍并持續1h 后，通電檢查控制器應不損壞。413環境試驗4131低溫貯存試驗試驗方法按GB/T2423.1-2001中“試驗A”進行。產品無包裝、不通電、不含蓄電池。試驗溫度為（-25±3），試驗持續時間為16h，在標準大氣條件下恢復2h 后 , 控制器應能正常工作。4132低溫工作試驗試驗方法按GB/T2423.1-2001 中“試驗A”進行。產品無包裝。試驗溫度為（-5±3），通電加額定負載并保持2h，在標準大氣條件下恢復2h 后 , 控制器應能正常工作。4133高溫貯存試驗試驗方法按GB/T2423.2-2001中“試

10、驗B”進行。產品無包裝、不通電。試驗溫度為（70±2），試驗持續時間為2h，在標準大氣條件下恢復2h 后 , 控制器應能正常工作。4134高溫工作試驗試驗方法按GB/T2423.2-2001中“試驗B”進行。產品無包裝。試驗溫度為（40±2），通電加額定負載并保持2h，在標準大氣條件下恢復2h 后 , 控制器應能正常工作。4135恒定濕熱試驗試驗方法按GB/T2423.9-2001 中“試驗Cb”進行。產品無包裝、不通電。試驗溫度為（40±2），相對濕度為（93±3）%，試驗持續時間為48h，試驗后取出樣品在正常環境下恢復2h 后，控制器應能正常工作。家

11、用太陽能光伏電源系統-控制器、逆變器的技術要求與質量一、GB/T 19064-2003中控制器、逆變器技術條件編制說明標準項目的起源1998年由國家經貿委與世界銀行合作開展的全球環境（GEF）/世界銀行中國可在生能源商業化發展促進項目光伏市場開發子項；計劃：在我國西部地區推廣10兆峰瓦太陽能戶用光伏電源系統（約3050萬套） 目的：促進光伏及風-光互補發電系統潛在市場的開發，為進一步商業化發展奠定基礎。為保證項目實施的技術水平與質量，國家經貿委可在生能源項目辦按世行全球環境基金組織的要求，組織中外專家并經科研、生產及檢測等單位的調研和征求意見，1999年5月制訂出“太陽能戶用光伏電源系統和風-

12、光互補發電系統的技術條件”。依據： 技術條件中的控制器、逆變器指標要求，是依據世行專家提供的產品技術要求及其他國家標準而編制的。 二、GB/T 19064-2003中控制器的主要技術要求與實際檢驗中的質量1.充滿斷開（HVD）和恢復功能要求控制器具有輸入充滿斷開和恢復接連功能。標準設計的蓄電池值為：12V；則充滿斷開和恢復連接電壓參考值：起動型鉛酸電池充滿斷開為：15.015.2V； 恢復連接為：13.7V。固定型鉛酸電池充滿斷開為：14.815.0V； 恢復連接為：13.7V。密封型鉛酸電池充滿斷開為：14.114.5V； 恢復連接為：13.2V。注：脈寬調制和開關型的控制器主要在充電回路設

13、計、采用的技術與其不同，故本標準中就沒有特定連接恢復值要求。標準指標不足點及存在問題：充滿斷開和恢復連接都應該有一定的電壓寬度，則恢復連接只規定一點，這會給電路設計、生產帶來一定的難度；被檢產品指標與標準有一定的偏差，其原因由二個方面：a.用來做基準電壓的器件造成和電壓比較器存在不穩定或有較大的溫度漂移。就會造成在不同的時間或不同環境溫度下測量充滿斷開電壓和恢復充電電壓值時存在較大的差異。b 產品出廠檢驗時所用的電壓表沒有經過定期計量，則有一定的誤差，從而導致出廠前參數設定值也存在著相應的誤差。2.溫度補償 考慮環境及電池的工作溫度特性，控制器應具備溫度補償功能：-由于電池在充電過程中，再化合

14、反應產生大量熱不易散出，就會導致電池溫升過高，電解液干涸，造成電池的熱失控。-溫度補償功能主要是在不同的工作環境溫度下，能夠對蓄電池設置更為合理的充電電壓，防止過充電或欠充電狀態而造成電池充放電容量過早下降甚至過早報廢。 在標準中規定了溫度系數在-37mV/。 產品實際檢測情況：目前送檢的控制器大部分不具備此功能，無此功能的主要原因：a.電路設計稍加復雜；b.生產成本略有提高。 補償值的具體設定應根據蓄電池生產廠商提供的參數來確定；補償值的設置是否合理是關系電池使用時間長短的重要因數。3.空載損耗（靜態電流）為了降低控制器的損耗，提高光伏電源的轉換效率，控制器的靜態電流應盡量低。在標準中規定了

15、控制器最大自身耗電不應超過其額定充電電流的1%。產品實際檢測情況：靜態電流超出標準要求主要出現在30w/12V以下的光伏控制器，造成此問題主要原因有以下二方面：a.電路設計存在一定問題,尤其是在使用繼電器的電路中,應避免控制器空載時繼電器處于驅動吸合狀態,否則繼電器的驅動線圈將會消耗十幾毫安甚至幾十毫安的空載電流。設計時考慮： 驅動電流較大的控制元件與電路工作之間的落輯關系； 各部分電路的偏置電流調節到能保證電路正常工作時最小值。b.電路中控制元器件的選擇與采購：盡量選擇驅動電流小的控制元件，如：電壓驅動型的功率器件及CMOS電路等，并注意這些元件的質量。4、充、放電回路壓降為了降低控制器的損

16、耗，還應對控制器充電或放電的電壓降提出要求。在標準中規定了控制器充電或放電的電壓降不應超過系統額定電壓的5%。產品實際檢測情況：控制器的充放電回路壓降過大，主要問題出現在額定電流較大的光伏控制器，其原因有以下二方面：a.充放電回路中反向隔離器件的選擇不合理，充放電電流較大時，應盡量選用正向壓降小的肖特基二極管做充電回路中的反向隔離保護。b.電路板焊裝工藝存在一定問題：通過大電流的導線截面積不夠；電路板銅鉑線條較窄；大電流焊接點存在不同程度虛焊現象；蓄電池放電回路中的保險管（如選用劣質管就產生較大壓降、卡座與電路板焊接不良同樣產生較大壓降）。三、GB/T 19064-2003中逆變器的主要技術要

17、求與實際檢驗中的質量1.輸出頻率逆變器的輸出頻率應具有穩定性。本標準中規定的輸出頻率應在49Hz到51Hz之間。產品實際檢測情況： 實際檢測中發現，有的直流/交流逆變器輸出頻率漂移比較大，開機時輸出頻率在50Hz左右， 工作一段時間或環境溫度變化以后，輸出頻率上升到57 Hz，甚至60 Hz以上， 主要原因：a.選用的元器件參數離散性較大；b.選用的元器件參數溫度漂移較大。c.缺乏穩頻措施等原因造成的。 2、帶載能力要求逆變器在特定的輸出功率條件下能持續工作一定的時間。標準規定如下：（1）輸入電壓與輸出功率為額定值，逆變器應連續可靠工作4h以上。（2）輸入電壓與輸出功率為額定值的125%，逆變

18、器應連續可靠工作1min以上。（3）輸入電壓與輸出功率為額定值的150%，逆變器應連續可靠工作10s以上。產品實際檢測情況：5001000VA的逆變器達不到標準和產品說明書要求，影響了光伏電源系統實際運行的可靠性，縮短了產品的壽命。其主要原因:-設計功率余量不足。3、效率為了提高能源的利用率，逆變器的效率應達到一定的要求。標準中規定了逆變器的輸出功率大于等于額定功率的75%時，效率應大于等于80%。產品實際檢測情況：目前小容量的產品（300VA）的效率都不高，長期工作損耗大、易過熱，達到溫度保護點就會自動關機，降低了系統的可靠性。 其原因：設計功率沒有充分的余量。*目前小容量的逆變器大部分都是方波輸出，則