1、DEUTSCHE NORM Entwurf August 2000 DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. .Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinPhotovoltaische Systeme Stromrich
2、ter Verfahren zur Messung des Wirkungsgrades(IEC 61683 : 1999) Deutsche Fassung EN 61683 : 2000 EN 61683DFRef. Nr. DIN EN 61683 : 2000-08Preisgr. 13 Vertr.-Nr. 2513ICS 27.160Photovoltaic systems Power conditioners Procedure for measuring efficiency(IEC 61683 : 1999)German version EN 61683 : 2000Syst
3、mes photovoltaques Conditionneurs de puissance Procdure de mesuredu rendement (CEI 61683 : 1999);Version allemande EN 61683 : 2000)Die Europische Norm EN 61683 : 2000 hat den Status einer DeutschenNorm.Beginn der GltigkeitDie EN 61683 wurde am 1. Januar 2000 angenommen.Nationales VorwortFr die vorli
4、egende Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 373 Photovoltaische Solarenergie-Systeme“ der Deutschen Elektrotechnischen Kommission im DIN und VDE (DKE) zustndig.Norm-Inhalt war verffentlicht als E DIN IEC 82/179/CDV : 1997-11.Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIN und VDE (DKE)Diese Norm ent
5、hlt die deutsche bersetzung der Internationalen Norm IEC 61683Fortsetzung Seite 2und 14 Seiten ENNationaler Anhang NA (informativ)Zusammenhang mit Europischen und Internationalen NormenFr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums
6、 undohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltigeAusgabe der in Bezug genommenen Norm.Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommeneAusgabe der No
7、rm.Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ist nachstehend wiedergegeben. ZumZeitpunkt der Verffentlichung dieser Norm waren die angegebenen Ausgaben gltig.IEC hat 1997 die Benummerung der IEC-Publikationen gendert. Zu den bisher verwendeten Normnummern wird jew
8、eils 60000addiert. So ist zum Beispiel aus IEC 68 nun IEC 60068 geworden.Tabelle NA.1Nationaler Anhang NB (informativ)LiteraturhinweiseDIN EN 60146-1-1 (VDE 0558 Teil 11)Halbleiter-Stromrichter Allgemeine Anforderungen und netzgefhrte Stromrichter Teil 1-1: Festlegung der Grund-anforderungen (IEC 60
9、146-1-1 : 1991); Deutsche Fassung EN 60146-1-1 : 1993Europische Norm Internationale Norm Deutsche NormKlassifikation imVDE-VorschriftenwerkEN 60146-1-1 : 1993 IEC 60146-1-1 : 1991 DIN EN 60146-1-1(VDE 0558 Teil 11) : 1994-03VDE 0558 Teil 11Seite 2DIN EN 61683 : 2000-08EN 61683Mrz 2000ICS 27.160 Desk
10、riptoren:Deutsche FassungPhotovoltaische Systeme Stromrichter Verfahren zur Messung des Wirkungsgrades(IEC 61683 : 1999)Photovoltaic systems Power conditioners Procedure formeasuring efficiency(IEC 61683 : 1999)Systmes photovoltaques Conditionneurs de puissance Procdure de mesure du rendement(CEI 61
11、683 : 1999)Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 1. Januar 2000 angenommen. DieCENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in derdie Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderungder Status einer nationalen Norm zu geben ist.
12、Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischenAngaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich.Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch).Eine Fassung in einer an
13、deren Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwor-tung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteiltworden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgie
14、n, Dnemark,Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Nieder-lande, Norwegen, sterreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der TschechischenRepublik und dem Vereinigten Knigreich.Europisches Komitee fr elektrotechnische NormungEuropean Committee for Elec
15、trotechnical StandardizationComit Europen de Normalisation ElectrotechniqueZentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2000 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61683 : 2000 DY
16、NCNBNYSeite 2EN 61683 : 2000VorwortDer Text des Schriftstcks 82/229/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 61683, ausgearbeitet von dem IEC/TC 82 Solar photo-voltaic energy systems“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 1. Januar 2000angenommen.Nachstehende Daten wu
17、rden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebenedurch Verffentlichung einer identischen nationalen Normoder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2000-10-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der ENentgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2003-01-01Anhng
18、e, die als normativ“ bezeichnet sind, gehren zum Norminhalt.Anhnge, die als informativ“ bezeichnet sind, enthalten nur Informationen.In dieser Norm ist Anhang ZA normativ und die Anhnge A, B, C und D sind informativ.Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt.AnerkennungsnotizDer Text der Internation
19、alen Norm IEC 61683 : 1999 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Normangenommen.InhaltSeiteVorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . .
20、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Normative Verweisungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Messbedingungen fr den Wirkungsgrad . . . . . . 44.1 Gleichstromquelle fr die Prfung . . . . . . . . . .
21、 . . . 44.2 Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44.3 Ausgangsspannung und -frequenz . . . . . . . . . . . . 44.4 Eingangsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44.5 Welligkeit und Verzerrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44.6 Ohmsche Las
22、ten/Netzverbund . . . . . . . . . . . . . . . . 44.7 Blindlasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54.8 Ohmsche und nichtlineare Lasten . . . . . . . . . . . . . 54.9 Komplexe Lasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Wirkungsgradberechnungen . . . . .
23、 . . . . . . . . . . . . 55.1 Wirkungsgrad bei Bemessungsausgangsleistung . 55.2 Wirkungsgrad bei Teilausgangsleistung . . . . . . . . . 55.3 Energetischer Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . 55.4 Grenzabweichungen des Wirkungsgrades . . . . . . 56 Prfschaltungen fr den Wirkungsgrad . . .
24、 . . . . . 56.1 Prfschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56.2 Durchfhrung der Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Verlustmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67.1 Leerlaufverlust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
25、7.2 Verlust im Bereitschaftsbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . 6Anhang A (informativ) Beschreibung desAnhang A Stromrichters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Anhang B (informativ) Leistungsgrad undAnhang B Umwandlungsfaktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10SeiteAnhang C (
26、informativ) Gewichtetes Mittel desAnhang C energetischen Wirkungsgrades . . . . . . . . . . . 12Anhang D (informativ) Ableitung der Grenz-Anhang D abweichung des WirkungsgradesAnhang D in Tabelle 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Anhang ZA (normativ) Normative VerweisungenAnhan
27、g ZA auf internationale Publikationen mitAnhang ZA ihren entsprechenden europischenAnhang ZA Publikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Bild 1: Prfschaltungen fr Stromrichter . . . . . . . . . . . . 7Bild A.1: Hauptteilsysteme und EnergieflussBild A.1: in einem PV-System . . . . .
28、 . . . . . . . . . . . . . . . 8Bild A.2: Aufbau eines Stromrichters mit Wechsel-Bild A.2: stromausgang, der fr die Wirkungs-Bild A.2: gradmessung angenommen wird . . . . . . . . . . 9Bild A.3: Aufbau eines Stromrichters mitBild A.3: Gleichstromausgang, der fr dieBild A.3: Wirkungsgradmessung angeno
29、mmen wird . . . 9Bild C.1: Beispiel eines KurvenverlaufesBild C.1: der Bestrahlungsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Bild C.2: Beispiel fr ein Lastprofil . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Bild C.3: Beispiel fr einen Kurvenverlauf derBild C.3: Lastdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30、 . . . . . . . . . . 13Tabelle 1: Wirkungsgradaufzeichnungsblatt . . . . . . . . . 4Tabelle 2: Grenzabweichungen des Wirkungsgrades . . 5Tabelle B.1: nderung des Leistungsgrades h unddes Wandlungsfaktors hCdurchUnterschiede in den Kurvenverlufen vonSpannung und Strom . . . . . . . . . . . . . . . .
31、. 11EinleitungUnter den Hauptkennwerten von Stromrichtern wird der Wirkungsgrad als bedeutender Faktor angesehen. Ein genormtes Ver-fahren zur Messung des Wirkungsgrades von Stromrichtern ist fr deren weit verbreiteten Einsatz in photovoltaischen Systemendurch Erhhung der Zuverlssigkeit ihres behaup
32、teten Wirkungsgrades erforderlich.Seite 3EN 61683 : 2000Allgemein gesagt, wird der Wirkungsgrad von Stromrichtern durch folgende Parameter beeinflusst: Leistungspegel; Eingangsspannung; Ausgangsspannung; Leistungsfaktor; Oberschwingungsgehalt; Nichtlinearitt der Last; Temperatur.Diese Parameter msse
33、n explizit oder implizit in die Prfbedingung der vorliegenden Norm einbezogen werden.Der Zweck der vorliegenden Norm ist, Hilfsmittel zur Bewertung des Eigenwirkungsgrades von Stromrichtern durch eine direkteMessung der Eingangs- und Ausgangsleistung im Herstellungswerk bereitzustellen. Daher liegen
34、 indirekte Punkte, wie z.B. diemaximale Leistungspunktnachfhrungsgenauigkeit auerhalb des Anwendungsbereiches des vorliegenden Schriftstckes. Eswird erwartet, dass jene in (einer) zuknftigen entsprechenden IEC-Norm(en) enthalten sein werden.1 AnwendungsbereichDiese Norm gibt einen Leitfaden fr die M
35、essung desWirkungsgrades von Stromrichtern, die in selbstndigen undmit dem ffentlichen Versorgungsnetz verbundenen photo-voltaischen Systemen verwendet werden, wo die Ausgangs-gre des Stromrichters eine stabile Wechselspannung mitkonstanter Frequenz oder eine stabile Gleichspannung ist.Der Wirkungsg
36、rad muss aus einer direkten Messung der Ein-gangs- und Ausgangsleistung im Herstellerwerk berechnetwerden. Soweit anwendbar, muss ein Trenntransformatoreinbezogen werden.2 Normative VerweisungenDie folgenden normativen Verweisungen enthalten Festle-gungen, die durch Verweisung in diesem Text Bestand
37、teil dervorliegenden Internationalen Norm sind. Zum Zeitpunkt derVerffentlichung dieser Norm waren die angegebenen Aus-gaben gltig. Alle Normen unterliegen der berarbeitung,und Vertragspartner, deren Vereinbarungen auf dieser Inter-nationalen Norm basieren, werden gebeten, die Mglichkeitzu prfen, ob
38、 die jeweils neuesten Ausgaben der im Folgen-den genannten Normen angewendet werden knnen. DieMitglieder von IEC und ISO fhren Verzeichnisse der gegen-wrtig gltigen Internationalen Normen.IEC 60146-1-1:1991, Semiconductor converters Generalrequirements and line commutated converters Part 1-1:Specifi
39、cations of basic requirements.3BegrifeFr die Anwendung dieser Norm gelten die folgendenBegriffe. Alle Wirkungsgradbegriffe gelten fr die alleinigeWandlung der elektrischen Leistung und bercksichtigenkeine Wrmeerzeugung. Die vorstehend genannten normati-ven Verweisungen enthalten andere Begriffe.Der
40、Begriff des Stromrichters“ ist in Anhang A beschrieben.Der Leistungsgrad und der Umwandlungsfaktor sind imAnhang B erklrt.3.1Wirkungsgrad bei Bemessungsausgangsleistungdas Verhltnis aus Ausgangsleistung und Eingangsleistung,wenn der Stromrichter mit seiner Bemessungsausgangs-leistung betrieben wird3
41、.2Wirkungsgrad bei Teilausgangsleistungdas Verhltnis aus Ausgangsleistung und Eingangsleistung,wenn der Stromrichter unterhalb seiner Bemessungsaus-gangsleistung betrieben wird3.3energetischer WirkungsgradVerhltnis aus Ausgangsenergie und Eingangsenergie wh-rend einer gekennzeichneten Zeit3.4Grenzab
42、weichung des Wirkungsgradeszulssige Grenzabweichung zwischen dem vom Herstellerfestgelegten und dem gemessenen Wirkungsgrad3.5Nachbildung der PV-AnordnungNachbildung, die eine zu einer PV-Anordnung quivalenteStrom-/Spannungs-Kennlinie hat3.6LeerlaufverlustEingangsleistung des Stromrichters, wenn die
43、 Last abge-schaltet oder seine Ausgangsleistung Null ist3.7Verlust im Bereitschaftsbetriebbei einem mit dem ffentlichen Versorgungsnetz verbunde-nen Stromrichter die Leistung, die dem ffentlichen Netz ent-nommen wird, wenn der Stromrichter sich in der Bereit-schaftsbetriebsart befindet. Bei einem ne
44、tzunabhngigenStromrichter die Gleichstromeingangsleistung, wenn derStromrichter sich in der Bereitschaftsbetriebsart befindetSeite 4EN 61683 : 20003.8maximale Leistungspunktnachfhrung (MPPT)Regelverhalten, bei dem die Eingangsspannung des Strom-richters immer bei oder nahe dem maximalen Leistungspun
45、ktdes PV-Modulfelds liegt4 Messbedingungen fr den WirkungsgradDer Wirkungsgrad muss unter der Matrix von Bedingungengemessen werden, die in den folgenden Hauptabschnittenund der Tabelle 1 beschrieben sind. Besondere Bedingungendrfen durch gegenseitige Vereinbarung ausgeschlossenwerden, wenn diese Be
46、dingungen auerhalb des zulssigenBetriebsbereiches des Herstellers liegen. Die erhaltenenWerte mssen in Tabellenform und drfen auch grafisch dar-gestellt werden.ANMERKUNG: Netzunabhngige Stromrichter sind bei-spielsweise typischerweise so ausgelegt, dass sie kurz-zeitigen berlastungen standhalten, di
47、e betrchtlich berder Bemessungsleistung liegen. Die Prfung bei 120 %der Bemessungskapazitt ist enthalten, um eine Angabezum Betriebsverhalten des Stromrichters unter diesenBedingungen zu erhalten. Einige Stromrichter sind nichtdafr ausgelegt, dass sie mit mehr als der Bemessungs-leistung belastet we
48、rden und sie knnten beschdigtwerden, wenn sie mit 120 % der Bemessungskapazittbetrieben werden. In solchen Fllen muss die Prf-dokumentation angeben, dass die Prfung aufgrund derBegrenzung des Stromrichters ausgeschlossen wird.4.1 Gleichstromquelle fr die PrfungFr Stromrichter mit fester Eingangsspan
49、nung muss dieGleichstromquelle eine Akkumulatorbatterie oder Konstant-spannungsquelle, die die Eingangsspannung aufrechterhlt,sein.Fr Stromrichter mit MPPT oder Shunt-Regler muss einephotovoltaische Anordnung oder eine Nachbildung einerphotovoltaischen Anordnung benutzt werden.4.2 TemperaturAlle Messungen mssen bei einer Umgebungstemperaturvon (25 2) C durchgefhrt werden. Andere Umgebungs-temperaturen sind n
