并网光伏电站检测结果的不确定度

1 检测方法
       根据标准Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》和Q/GDW618-2011《光伏电站接入电网测试规程》的规定，利用并网光伏电站移动检测平台、Fluke435电能质量分析仪对光伏电站并网性能进行检测，对一台逆变器，在环境温度-5℃～40℃，相对湿度≤80%的条件下，低电压穿越电压从35kV跌落至80%、频率从50Hz扰动至49Hz。
2 数学模型
测量结果由仪器读数和标准值比较得出：
(1) 
Δuh=uh-uhN 
(2) 
式中：d为仪器侧准确度;uh为第N次电压实际测试值;uhN为第N次电压给定值。
d为第N次电压测量值相对基波的误差，Δuh为某一次电压的测量不确定度。
3 不确定度来源分析
测量不确定度来源较多，一般包括：测量设备、测量环境、测量人员与测量方法。
本文测量的不确定度来源包括：
(1) 由并网光伏电站移动检测平台测量重复性引入的标准不确定度分量uAv、uAHZ，采用A类方法评定；
(2)由电能质量分析仪自身准确度引入的标准不确定度分量uBv1、uBHZ1 ，采用B类方法评定；
(3)由被检测设备准确度等级引入的标准不确定分量uBv2、uBHZ2 ，采用B类方法评定。
4 标准不确定度评定
(1)重复性实验引入的标准不确定度分量uAv、uAHZ 进行重复性实验10次，低电压穿越电压从35kV跌落至80%、频率从50Hz扰动至49Hz，电能质量分析仪示值如表1、表2所示。
表1 低电压穿越电压跌落重复性测试结果次数12345平均值实测值
16421.3416420.9816421.6116421.5616422.05次数678910 uh=16421.44实
测值16421.3416421.0916421.6516421.3616421.45 
表2 频率扰动重复性测试结果次数12345平均值实测值
48.9948.9848.9748.9948.97次数678910 uhz=48.974实测值(%)48.9848.9748.9648.9548.98 通过贝塞尔公式计算出标准不确定度分量uAv、uAHZ为：(3) 
(4) 
(2)由电能质量分析仪准确度引入的标准不确定度分量uBv1、uBHZ1。
①Fluke 435 电能质量分析仪自身电压测试准确度为±0.2%，服从均匀分布，包含因子则由测试仪器自身准确度引入的不确定度为: 
(5) 
②Fluke 435 电能质量分析仪的频率幅值测试的值引入由仪器自身编号为DA15Z-AK1169的校准报告证书中不确定度为:uBHZ1=0.001Hz。
(3)由逆变器准确度等级引入的标准不确定分量uBv2、uBHZ2。
型号KNG1900-500HEC ；编号：TGI201304013逆变器，最大效率为98.5%，由其准确度为-1.5%，服从均匀分布，包含因子则由设备自身准确度等级引入的不确定度为:uBv2、uBHZ2
(6) 
(7) 
合成标准不确定度评定标准不确定度各分量是互不相关的，合成标准不确定度采用方和根方法，则电压、频率的合成标准不确定度uCv、uCHZ为：
(8) 
(9) 
5 扩展不确定度评定及最佳估计值
被检仪器(逆变器)电压最佳估计值通常取算术平均数，最佳估计值为：16421.44V，被检仪器频率最佳估计值为：48.974Hz。
表3 逆变器低电压穿越和频率扰动不确定度汇总表序号测量标准不确定度不确定度来源类型分布包含因子(ki)符号uvuHZ1测试重复性A正态1uAv、uAHZ0.09540.0042检测装置准确度B均匀3uBv1、uBHZ10.0011550.0013被
检仪器准确度B均匀3uBv2、uBHZ20.008660.008664合成标准不确定度uc=u2A+∑u2BiuCv、uCHZ0.09570.0095 
电压、频率扩展不确定度为：UHZ=k×0.0095=0.019;k=2
(10) 
Uu=k×0.0957=0.019;k=2
(11) 
6 检定或校准结果的验证处
若用两台检测仪器分别测量得到的结果分别为y1和y2，两台检测仪器的扩展不确定度分别为U1和U2则应满足
(12) 
分别用Fluke435与Fluke1760完成低电压穿越电压跌落实验，测得的数据进行比较：对光伏电站并网性能进行检测，对一台逆变器，在环境温度-5℃～40℃，相对湿度≤80%的条件下，低电压穿越电压从35kV跌落至80%、频率从50Hz扰动至49Hz的运行情况进行测试，测试过程中用两套设备同时监测低电压穿越对装置的电压波动情况，所得数据见表4、表5。
表4 低电压穿越电压跌落测试不确定度验证Fluke435Fluke1760|y1-y2|≤U21+U22=0.086%16422.0116421.96 0.05符合
表5 频率扰动测试不确定度验证Fluke435Fluke1760|y1-
y2|≤U21+U22=0.0014%48.983548.9846 0.0008符合
7 结论
电能质量分析仪电压、频率检测的结果最佳估计值为：16421.44V，48.974Hz。
其扩展不确定度为：Uu=0.191；k=2、UHZ=0.019；k=2 。
比对证明低电压穿越电压跌落测试数据的绝对差值小于0.086%，频率扰动测试绝对差值小于0.0014，装置测量不确定度的评定是合理有效的。