Esprit Certification Onduleurs Pv de Cembre 2011

Etudes Scientifiques Prnormatives Sur Le Raccordement Au Rseau Electrique

DInstallations Techniques Photovoltaques

Proposition dun cadre de validation des performances et de certification

des onduleurs PV

ESPRIT Proposition dun cadre de validation des performances et de certification des onduleurs PV

Rapport technique projet ESPRIT Page 2/58

ESPRIT

Proposition dun cadre de validation des performances et de

certification des onduleurs PV

Rdacteurs : V. Chauve, H. Colin (CEA-INES), Y. Tanguy (TransEnergie), B. Gaiddon (HESPUL), T. Tran Quoc, C. Kieny (IDEA), C. Duvauchelle (EDF R&D)

Travaux raliss avec le soutien financier de lADEME

Dcembre 2011



Rsum Le prsent document est le fruit dun travail collaboratif ralis dans le cadre du projet de recherche ESPRIT, qui traite du raccordement des installations photovoltaques (PV) au rseau public de distribution basse tension en France mtropolitaine. Il nexiste pas, en France, de norme produit traitant des onduleurs destins aux installations de production photovoltaques. Cette absence de norme produit et dexigence claire en matire de fonctionnalits dont doivent disposer les onduleurs pour une utilisation en France affecte les diffrents acteurs impliqus dans la mise en uvre de ces installations (connaissance non exhaustive des fabricants donduleurs du paramtrage de leurs produits, connaissance approximative des performances des onduleurs et de leur conformit pour une utilisation en France, absence de garantie du respect scrupuleux du rfrentiel technique du gestionnaire de rseau). Lobjectif est de ce document est donc dbaucher une synthse des exigences auxquelles sont soumis les onduleurs pour une utilisation en France et de proposer un cadre de validation des performances des onduleurs PV et de certification qui dfinisse les procdures dessai raliser par un laboratoire indpendant. Le but est de constituer un cadre franais pour le test des onduleurs qui sappuie sur la rglementation et ltat de lart en la matire. Des critres clairs de performance des onduleurs ont t dfinis vis--vis des performances propres des appareils et concernant le raccordement au rseau. Les tests, ncessaires sur un onduleur pour valider ses caractristiques et performances, contribueront garantir un fonctionnement optimis sur le terrain.

Mots cls PHOTOVOLTAQUE, RESEAU, ONDULEUR, TEST



Summary The present document is the result of a collaborative work carried out in the framework of the ESPRIT research project, which deals with the connection of photovoltaic (PV) systems to the low voltage public distribution grid in metropolitan France. In France there is no standard dedicated to the inverters to be used in photovoltaic installations. This lack of standard and clear specifications about the functionalities of inverters affects the various actors involved in the operation of such installations (non exhaustive knowledge of inverter makers about the parameter setting of their own products, approximate knowledge about the inverter performance and their compliance to the French regulation, no guarantee to scrupulously respect the Utility Technical Repository). The objective of this document is therefore to sketch out a synthesis of the specifications inverters have to comply with in order to be used in France and propose a frame, for the validation of their performances and certification, which defines the testing procedures to be followed by an independent testing laboratory. Clear inverter performance criteria have been defined regarding the own performances of inverters (energy conversion, efficiency ) as well as their connection to the grid. The necessary tests to validate characteristics and performances will play a great part in ensuring an optimised operation in the field.

Key words PHOTOVOLTAIC, GRID, INVERTER, TESTING



Sommaire I. CADRE DU DOCUMENT ............................................................................................................... 8

II. INTRODUCTION............................................................................................................................. 9

III. REFERENCES NORMATIVES..................................................................................................... 10

IV. DEFINITIONS, SIGLES ET ABREVIATIONS.......................................................................... 11

V. INFORMATIONS SUR LONDULEUR REQUISES ..................................................................... 13 V.1 CARACTERISTIQUES DENTREE (DC) ........................................................................................ 13 V.2 CARACTERISTIQUES DE SORTIE (AC) ....................................................................................... 13 V.3 INFORMATIONS GENERALES ..................................................................................................... 13 V.4 INTERFACE AVEC LE RESEAU ................................................................................................... 13 V.5 DIMENSIONS ........................................................................................................................... 13 V.6 NORMES SATISFAITES ............................................................................................................. 14 V.7 GARANTIE .............................................................................................................................. 14

VI. CRITERES DE PERFORMANCE DES ONDULEURS ............................................................ 14 VI.1 CONVERSION DENERGIE ......................................................................................................... 14

VI.1.1 Paramtres ct continu.............................................................................................. 14 VI.1.1.1 Plage de tension de dmarrage/arrt de londuleur.............................................................. 14 VI.1.1.2 Plage de tension MPPT........................................................................................................ 15 VI.1.1.3 Plage de Courant MPPT...................................................................................................... 15

VI.1.2 Rendements onduleur.................................................................................................. 16 VI.1.2.1 Rendement MPPT Statique.................................................................................................. 16 VI.1.2.2 Rendement MPPT Dynamique............................................................................................ 16 VI.1.2.3 Rendement de conversion statique onduleur ....................................................................... 16 VI.1.2.4 Rendement Europen onduleur ........................................................................................... 16 VI.1.2.5 Rendement total onduleur .................................................................................................... 16

VI.1.3 Paramtres de fonctionnement.................................................................................... 17 VI.1.3.1 Temps de dmarrage-connexion.......................................................................................... 17 VI.1.3.2 Temps de dcharge des condensateurs (ct DC) .............................................................. 17 VI.1.3.3 Temps de dconnexion sur perte de lalimentation DC ........................................................ 17 VI.1.3.4 Temps de dconnexion sur fonctionnement hors plage DC................................................. 17 VI.1.3.5 Consommation en veille (ou standby) .................................................................................. 17 VI.1.3.6 Comportement lombrage .................................................................................................. 18

VI.1.4 Scurit du fonctionnement - Comportement sur Pmax et Imax................................. 18 VI.1.5 Informations disponibles .............................................................................................. 18

VI.1.5.1 Prcision donnes affiches sur cran LCD......................................................................... 18 VI.1.5.2 Prcision donnes monitores ............................................................................................. 18

VI.2 RACCORDEMENT AU RESEAU ELECTRIQUE................................................................................ 19 VI.2.1 Perturbation rseau ..................................................................................................... 19

VI.2.1.1 Plage de tension rseau....................................................................................................... 19 VI.2.1.2 Suivi de tension rseau moyenne sur 10 minutes .............................................................. 20 VI.2.1.3 Plage de frquence rseau .................................................................................................. 21 VI.2.1.4 Temps de dconnexion pour des valeurs de tension/frquence en dehors des plages requises 22 VI.2.1.5 Temps de reconnexion aprs une coupure de rseau ......................................................... 22 VI.2.1.6 Temps de dconnexion sur perte du rseau/dtection lotage ............................................. 23 VI.2.1.7 Amplitude bosse de tension suite coupure rseau ............................................................... 24

VI.2.2 Qualit du signal de tension ........................................................................................ 24 VI.2.2.1 Facteur de puissance (FP) ................................................................................................... 24 VI.2.2.2 Harmoniques de courant ...................................................................................................... 24 VI.2.2.3 THD courant ......................................................................................................................... 25 VI.2.2.4 Injection dun courant DC sur le rseau ............................................................................... 26

VI.2.3 Scurit........................................................................................................................ 26 VI.2.3.1 Tension rsiduelle (cot AC) suite une coupure rseau.................................................... 26



VI.2.3.2 Courant de fuite (cot DC).................................................................................................... 26 VI.2.3.3 Forme du signal de tension (cot DC).................................................................................. 26 VI.2.3.4 Dfaut disolement................................................................................................................ 27

VI.2.4 Nouvelles fonctionnalits ............................................................................................. 27 VI.2.4.1 Puissance ractive ............................................................................................................... 27

VI.3 AUTRES CRITERES .................................................................................................................. 28 VI.3.1 Aspects thermiques ..................................................................................................... 28

VI.3.1.1 Caractristiques tempratures extrmes........................................................................... 28 VI.3.1.2 Comportement temprature leve................................................................................... 28

VI.3.2 Fonctions futures : Adaptation de puissance active .................................................... 28 VII. PROCEDURES DE TESTS...................................................................................................... 30

VII.1 INSPECTION VISUELLE............................................................................................................. 30 VII.1.1 Dfaut apparent ........................................................................................................... 30 VII.1.2 Connexion masse mtallique la terre ....................................................................... 30

VII.2 CONVERSION DENERGIE ......................................................................................................... 30 VII.2.1 Paramtres cot Continu ............................................................................................. 30

VII.2.1.1 Plage de tensions de dmarrage/arrt ................................................................................. 30 VII.2.1.2 Plage de tensions MPP ........................................................................................................ 31 VII.2.1.3 Plage de Courant MPP........................................................................................................ 32

VII.2.2 Rendements onduleur.................................................................................................. 32 VII.2.2.1 Rendement MPPT................................................................................................................ 32

VII.2.2.1.1 Rendement Statique MPPT........................................................................................... 33 VII.2.2.1.2 Rendement Dynamique MPPT ...................................................................................... 33

VII.2.2.2 Rendement de conversion statique ...................................................................................... 34 VII.2.2.3 Rendement Europen .......................................................................................................... 36 VII.2.2.4 Rendement Total.................................................................................................................. 36

VII.2.3 Paramtres de fonctionnement.................................................................................... 36 VII.2.3.1 Temps de dmarrage+connexion......................................................................................... 36 VII.2.3.2 Temps de dcharge des condensateurs DC ........................................................................ 37 VII.2.3.3 Temps de dconnexion sur perte de lalimentation DC ........................................................ 38 VII.2.3.4 Temps de dconnexion sur fonctionnement hors plages DC ............................................... 38 VII.2.3.5 Consommation en veille (ou standby) .................................................................................. 39 VII.2.3.6 Comportement lombrage .................................................................................................. 39

VII.2.4 Scurit du fonctionnement : Comportement sur Pmax et Idcmax ............................. 40 VII.2.5 Informations disponibles .............................................................................................. 41

VII.2.5.1 Donnes affiches et prcision ............................................................................................ 41 VII.2.5.2 Donnes monitores et prcision ......................................................................................... 42

VII.3 RACCORDEMENT RESEAU ....................................................................................................... 43 VII.3.1 Perturbation Rseau.................................................................................................... 43

VII.3.1.1 Plage de tension rseau....................................................................................................... 43 VII.3.1.2 Suivi de tension moyenne sur 10 minutes .......................................................................... 43 VII.3.1.3 Plage de frquence rseau .................................................................................................. 44 VII.3.1.4 Temps de dconnexion pour des valeurs de tension/frquence en dehors des plages requises 45 VII.3.1.5 Temps de reconnexion aprs perte du RPD ........................................................................ 46 VII.3.1.6 Temps de dconnexion sur perte du rseau/Dtection lotage ............................................ 47 VII.3.1.7 Amplitude bosse de tension suite coupure rseau ............................................................... 48

VII.3.2 Qualit du signal de tension ........................................................................................ 49 VII.3.2.1 Facteur de puissance ........................................................................................................... 49 VII.3.2.2 Harmoniques de courant ...................................................................................................... 50 VII.3.2.3 THD courant ......................................................................................................................... 51 VII.3.2.4 Injection dun courant DC sur le rseau ............................................................................... 52

VII.3.3 Scurit........................................................................................................................ 53 VII.3.3.1 Tension rsiduelle (cot AC) suite coupure rseau.............................................................. 53 VII.3.3.2 Courant de fuite (cot DC).................................................................................................... 53 VII.3.3.3 Formes du signal de tension (cot DC) ................................................................................ 54 VII.3.3.4 Dfaut disolement................................................................................................................ 54

VII.3.4 Nouvelles fonctionnalits ............................................................................................. 55 VII.3.4.1 Puissance ractive ............................................................................................................... 55

VII.4 AUTRES TESTS ....................................................................................................................... 56 VII.4.1 Aspects thermiques ..................................................................................................... 56

VII.4.1.1 Caractristiques tempratures extrmes........................................................................... 56



VII.4.1.2 Comportement temprature leve................................................................................... 56 VII.4.2 Fonction future : adaptation de puissance active ........................................................ 57

VIII. BANCS DESSAIS ................................................................................................................... 58

IX. REFERENCES ......................................................................................................................... 58



Prambule

Le prsent document est le fruit dun travail collaboratif ralis dans le cadre dun projet de recherche cofinanc par lADEME : le projet ESPRIT (Etudes Scientifiques Prnormatives sur le Raccordement au rseau des Installations Techniques photovoltaques) ; il est relatif au raccordement des installations photovoltaques au rseau public de distribution.

Le projet ESPRIT, dune dure de 3 ans, rassemble au sein du mme consortium les partenaires suivants :

CEA INES EDF R&D TRANSENERGIE HESPUL IDEA INPG - G2ELAB

Les objectifs de ce projet sont dapporter des complments au cadre rglementaire et technique franais relatif au raccordement des installations photovoltaques au rseau public de distribution. Il vise par ailleurs apporter des rponses aux situations de dfaut de fonctionnement des installations rencontres sur le terrain, notamment les phnomnes de dcouplage des onduleurs.

Ce document est le premier livrable de la tche 4 du projet, dont le but est de proposer un cadre de validation des performances et de certification des systmes PV, et plus particulirement des onduleurs PV, en sappuyant sur une synthse des exigences auxquels sont soumis ces appareils pour une utilisation en France.

I. Cadre du document Ce document traite des onduleurs monophass ou triphass destins aux installations de production photovoltaques (PV), raccordes au rseau public de distribution lectrique (RPD) basse tension (BT). Son champ daction se limite la France continentale, et exclut donc les rseaux insulaires (Corse, DOM ). Il ne traite pas des exigences de mise en uvre de linstallation photovoltaque complte, car ces aspects font dj lobjet de normes, ni des exigences de conception dorganes externes aux onduleurs.

Le document prsente plusieurs reprises des extraits de normes nationales ou internationales dans un but de recherche, et non commercial, pour amliorer les connaissances dans le domaine. Le lecteur pourra avoir accs aux textes complets sur les sites de lUTE et de la CEI o elles sont disponibles lachat.



II. Introduction Il nexiste pas, en France, de norme produit traitant des onduleurs destins aux installations de production photovoltaques. Cette absence de norme produit et dexigence claire en matire de fonctionnalits dont doivent disposer les onduleurs pour une utilisation en France affecte les diffrents acteurs impliqus dans la mise en uvre de ces installations :

Les fabricants donduleurs nont pas une connaissance exhaustive du paramtrage de leurs produits raliser ainsi que des fonctionnalits activer ou dsactiver,

Les producteurs photovoltaques ne sont pas certains des performances des onduleurs quils envisagent dutiliser et de leur conformit pour une utilisation en France,

Les gestionnaires de rseaux de distribution nont pas la garantie que les onduleurs utiliss respectent scrupuleusement leur rfrentiel technique.

Lobjectif est de ce document est donc dbaucher une synthse des exigences auxquelles sont soumis les onduleurs pour une utilisation en France et de proposer un cadre de validation des performances des onduleurs PV et de certification qui dfinisse les procdures dessai raliser par un laboratoire indpendant. Le but est de constituer un cadre franais pour le test des onduleurs qui sappuie sur la rglementation et ltat de lart en la matire, afin daborder la question de manire globale, cest--dire sans se restreindre la prnorme DIN VDE 0126-1-1 ou dautres normes internationales, et en mettant fin certaines incohrences dans les textes actuels.

Des critres clairs de performance des onduleurs ont t dfinis vis--vis des performances propres des appareils et concernant le raccordement au rseau. Ces tests, ncessaires sur un onduleur pour valider ses caractristiques et performances, contribueront garantir un fonctionnement optimis sur le terrain.

La mise en place dun tel cadre technique pourra se drouler de la faon suivante :

Dfinition des critres de performance des onduleurs et des systmes Dfinition des essais raliser (mthodologies, procdures, quipement), Montage dun banc dessai pour systmes PV connects au rseau lectrique, Ralisation des essais, Analyse et publication des rsultats de ces essais.

Le prsent document couvre les deux premiers points susmentionns : Dfinition des critres de performances des onduleurs et des systmes (chapitre VI) : Ce chapitre contient des critres de performance qui vont au-del des paramtres statiques des onduleurs en dterminant les critres qui vont caractriser leur comportement dynamique lorsquils sont intgrs dans un systme photovoltaque et connects au rseau.

Ces critres doivent aider garantir aux producteurs dlectricit un niveau de performance acceptable et aux gestionnaires de rseau un fonctionnement non perturbateur.

Ces critres concernent :

Les performances pures (comportement dynamique, rendement statique, rendement du MPPT, productible, autoconsommation, ), plus spcifiques londuleur quau couplage en tant que tel, mais essentielles un service rendu optimis puisque cest lorgane principal de la connexion au rseau,



La qualit du signal inject sur le rseau (facteur de puissance, distorsion harmonique, forme donde, ),

La rsistance aux perturbations extrieures (perte du rseau amont, ), La scurit lectrique des biens et des personnes dans les typologies donduleurs

lis aux systmes PV connects au rseau.

Lorsquun critre ou un paramtre napparat dans aucune norme ou lorsquil apparat dans plusieurs normes de faon contradictoire, une proposition des tolrances respecter est formule afin de lever cette ambigut. Cette proposition est alors clairement mise en vidence et devra faire lobjet dune validation.

Dfinition des procdures dessais (chapitre VII): Ce chapitre contient le programme dessais raliser qui a t dfini. Il liste les tests raliser (selon les critres et les spcifications techniques dfinis prcdemment) et les conditions dessai.

Lquipement ncessaire aux essais fait lobjet du chapitre VIII: le simulateur de rseau est ici essentiel puisquil permet de gnrer des perturbations sur le signal rseau et den tudier les consquences, de mme que le simulateur PV, qui permet davoir des conditions stabilises et connues de la production.

Le montage dun banc dessai pour systmes PV connects au rseau lectrique et les rsultats de tests feront lobjet dun autre livrable.

III. Rfrences normatives Le prsent document fait rfrence aux normes et guides suivants : Norme NF EN 50530 Efficacit globale des onduleurs photovoltaques raccords au

rseau Norme CEI 61727 Systmes photovoltaques (PV) Caractristiques de linterface de

raccordement au rseau Norme NF C 15-100 installations lectriques basse tension Guide UTE C 15-400 Raccordement des gnrateurs dnergie lectrique dans les

installations alimentes par un rseau public de distribution Guide UTE 15-712-1 Installations lectriques basse tension guide pratique -

Installations photovoltaques raccordes au rseau public de distribution Norme NF EN 50438 Prescriptions pour le raccordement de micro-gnrateurs en

parallle avec les rseaux publics de distribution basse tension Prnorme DIN VDE 0126-1-1 Dispositif de dconnexion automatique entre un

gnrateur et le rseau public basse tension Norme NF EN 50160 Caractristique de la tension fournie par les rseaux publics de

distribution Norme CEI 62 116 Procdure d'essai des mesures de prvention contre l'lotage pour

onduleurs photovoltaques interconnects au rseau public Norme CEI 62109-1 et -2 Scurit des convertisseurs de puissance utiliss dans les

systmes de production photovoltaques .



IV. Dfinitions, sigles et abrviations Signification des abrviations utilises dans ce document :

D Rapport cyclique (convertisseur DC/DC) dv Incrment en tension (pas de perturbation) (V) G Irradiation globale dans le plan du module PV (W/m2) GPV Gnrateur photovoltaque I Courant (A) ICC Courant de court circuit (A) IMPP Courant au point de puissance maximale (A) ItheoIV Courant au PtheoIV du panneau issue de la courbe I-V (A) MPP Point de puissance maximale Rendement de lalgorithme MPPT P Puissance active (W) Pacnom Puissance AC nominale Pdcnom, PDCn Puissance DC nominale P&O Algorithme perturbation et Observation PF Point de fonctionnement PMAX Puissance maximale(W) Pmpp Puissance max du panneau sur lequel on teste lalgorithme MPPT (W) PtheoIV Puissance du panneau issue de la courbe I-V (W) PV Photovoltaque RPD Rseau public de distribution S Puissance apparente (VA) STC Conditions standards de test Tm Temprature du module (C) V Tension (V) Vmpp Tension au Pmpp du panneau sur lequel on teste lalgorithme MPPT (V) VOC Tension de circuit ouvert (V) VtheoIV Tension au PtheoIV du panneau issue de la courbe I-V (V) v Coefficient de temprature de la tension de circuit ouvert (V/C ou %/C)

Connexion/dconnexion, arrt/dmarrage de londuleur : Selon les termes normaliss (cf. CEI 61 727), l'onduleur ne doit tre totalement dconnect du rseau public d'lectricit que pour les oprations de service ou de maintenance. A tous les autres moments, que l'onduleur soit en train de transfrer de l'nergie PV vers le rseau public ou non, les circuits de commande restent connects au rseau pour en contrler l'tat.



Par abus de langage, on parle de dconnexion de londuleur pour dire quil cesse d'alimenter la ligne du rseau public. Cette phrase est destine confirmer que l'onduleur n'est pas totalement dconnect du rseau public dans le cas d'une fonction de dclenchement, comme un dclenchement de surtension. L'onduleur peut tre compltement dconnect du rseau public pour sa maintenance en ouvrant un commutateur en courant alternatif prescrit par le rseau. Dans le prsent document, les expressions employes auront la signification suivante :

londuleur se connecte (au RPD) = londuleur alimente le rseau, londuleur se dconnecte = londuleur cesse d'alimenter le rseau, londuleur dmarre = londuleur sort de son tat de veille, procde

certaines mesures mais nalimente pas le rseau, londuleur sarrte = londuleur passe en mode veille.

Rendement Le prsent document utilise indistinctement les termes rendement et efficacit comme traduction du terme anglais efficiency (rapport, sans dimension, gnralement exprim en %, dune quantit en sortie sur une quantit en entre).

Onduleur isol Un onduleur est dit isol lorsquil intgre ou est coupl un transformateur disolement (transformateur basse frquence ct AC ou transformateur haute frquence ct DC). Il est donc dit non isol dans le cas contraire.



V. Informations sur londuleur requises Les informations suivantes doivent tre portes la connaissance de lutilisateur de lappareil :

V.1 Caractristiques dentre (DC) Puissance nominale Puissance PV maximale Plage de tension du MPPT Plage de tension de dmarrage/arrt Tension maximale DC Courant maximal DC Temps de dmarrage-connexion

V.2 Caractristiques de sortie (AC) Puissance nominale Puissance maximale Tension nominale Courant nominal Frquence Facteur de puissance Facteur de distorsion harmonique totale Rendement statique maximal Rendements statiques 5, 10, 20, 30, 50 et 100 % de la puissance nominale Rendement statique europen Courbe de rendement statique en fonction de la charge Courbe de rendement statique en fonction de la tension DC Courbe de rendement statique en fonction de la temprature

V.3 Informations gnrales Type de topologie de londuleur Isolation galvanique ou non Consommation en veille Plage de temprature ambiante de fonctionnement Poids Indice de protection

V.4 Interface avec le rseau Mthode de dtection active de la perte du rseau amont Rglage du relais minimum de tension Rglage du relais maximum de tension Rglage du relais minimum de frquence Rglage du relais maximum de frquence Temps de reconnexion aprs dconnexion du rseau Impdance 175 Hz (frquence du signal tarifaire)

V.5 Dimensions Longueur Largeur



Hauteur V.6 Normes satisfaites

DIN VDE 0126-1-1 par exemple

V.7 Garantie Dure de garantie

VI. Critres de performance des onduleurs Ce chapitre contient la liste des donnes techniques permettant de caractriser les performances dun onduleur raccord au rseau ; Ces caractristiques sont classes en deux catgories distinctes :

Celles lies aux performances de la conversion de lnergie et au fonctionnement de base de lappareil,

Celles concernant les performances de linterface avec le rseau, cest--dire les capacits ne pas perturber le rseau et la tenue aux rgimes perturbs.

Pour chaque caractristique, il est clairement indiqu :

Le critre vrifier (par exemple, valeur maximale dun paramtre, action attendue sur dpassement dun seuil ),

Les rfrences utilises pour dfinir ces critres (normes existantes en gnral, ou propositions Esprit lorsque les textes font dfaut ce jour).

Certains critres sont classiques et largement traits dans des normes. Dautres qui proviennent du comportement donduleurs constat sur le terrain ou sont relatifs des fonctionnalits mergeantes ou futures, peuvent ne pas tre correctement couverts par les textes rglementaires, mais sont importants pour un fonctionnement satisfaisant le gestionnaire du rseau BT (relativement aux harmoniques de courant par exemple), les intervenants sur linstallation ou le rseau (aspects scuritaires) et lexploitant (moins de dconnexions intempestives par exemple). Dans ce cas, une proposition des tolrances respecter est formule afin de lever cette ambigut.

VI.1 Conversion dnergie

VI.1.1 Paramtres ct continu

VI.1.1.1 Plage de tension de dmarrage/arrt de londuleur Rsultats : valeurs numriques de tensions min et max Critre(s) vrifier :

o donnes indiques par le constructeur sur la fiche technique (i.e. vrifier que les indications fournies sont exactes)

o Vdcmax



Figure 1 - Extrait de la norme NF C 15 100

Choix du critre : Unanimit des textes existants Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit

VI.1.1.2 Plage de tension MPPT Rsultats : valeurs numriques de tensions min et max MPPT Critre(s) vrifier :

o donnes indiques par le constructeur sur la fiche technique o Vdcmax / k < Vmppmax

Source : UTE C 15-712-1

Figure 2 extrait de la norme UTE C 15 712-1

Choix du critre :

Unanimit des textes existants Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit

VI.1.1.3 Plage de Courant MPPT Rsultats : valeurs numriques de courants min et max MPPT Critre vrifier : donnes constructeur Source : aucune Choix du critre :




VI.1.2 Rendements onduleur

VI.1.2.1 Rendement MPPT Statique Rsultats : courbes 2D ou courbe 3D Critre vrifier : donnes constructeur si existantes Source : EN50530 pour le calcul Choix du critre :


VI.1.2.2 Rendement MPPT Dynamique Rsultats : valeur (valeur moyenne des efficacits des MPPT dynamiques des essais) Critre vrifier : donnes constructeur si existantes Source : EN50530 pour le calcul Choix du critre :


VI.1.2.3 Rendement de conversion statique onduleur Rsultats : courbes 2D ou courbe 3D Critre vrifier : donnes constructeur Source : EN50530 pour le calcul Choix du critre :


VI.1.2.4 Rendement Europen onduleur Rsultats : 1 valeur numrique, catgories A, B, C Critre vrifier : donne constructeur Source :

o EN50530 pour le calcul o Photon :

Figure 3 extrait de la revue Photon


VI.1.2.5 Rendement total onduleur Rsultats : courbes 2D ou courbe 3D Critre vrifier : donnes constructeur si existantes Source : EN50530 pour le calcul Choix du critre :

Unanimit des textes existants



Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit

VI.1.3 Paramtres de fonctionnement

VI.1.3.1 Temps de dmarrage-connexion Rsultats : 1 valeur numrique, catgories A, B, C Critre vrifier : donnes constructeur si existantes

catgories : Catgorie A B C D

Temps dmarrage-connexion (s) < 30 s < 45 s < 60 s > 60 s

Source : nant Choix du critre :


VI.1.3.2 Temps de dcharge des condensateurs (ct DC) Rsultats : 1 valeur numrique Critre vrifier : nant Source : nant Choix du critre :


VI.1.3.3 Temps de dconnexion sur perte de lalimentation DC Rsultats : 1 valeur numrique Critre vrifier : < 200 ms ? Source : nant Choix du critre :


VI.1.3.4 Temps de dconnexion sur fonctionnement hors plage DC Rsultats : 1 valeur numrique Critre vrifier : < 200 ms ? Source : nant Choix du critre :


VI.1.3.5 Consommation en veille (ou standby) Rsultats : 2 valeurs numriques + Catgories A, B, C Critre vrifier : donnes constructeur si existantes



catgories : catgories A B C D

Puissance moyenne en mode veille < 1 W < 5 W < 15 W > 15 W



VI.1.3.6 Comportement lombrage Rsultats : 1 valeur boolenne Critre vrifier : atteinte ou non du MPP Source : nant Choix du critre :


VI.1.4 Scurit du fonctionnement - Comportement sur Pmax et Imax Rsultats : dconnexion de londuleur ou limitation en puissance Critre vrifier : pas dendommagement de londuleur Source : nant Choix du critre :


VI.1.5 Informations disponibles

VI.1.5.1 Prcision donnes affiches sur cran LCD Rsultats : tableau de valeurs numriques, catgories A, B, C Critre vrifier : < 10 % Pac_nom sur [0-20% Pac_nom] et < 2% au-del ; < 2% sur Vac et Vdc + Catgories :

A : critres satisfaits B : carts sur tension compris entre 2 et 5% ; carts sur puissance compris entre 2

et 5% pour Pac > 20% de Pacnom C : carts sur tension > 5% ; carts sur puissance > 5% pour Pac > 20% de

Pacnom Source : nant Choix du critre :


VI.1.5.2 Prcision donnes monitores Rsultats : valeurs numriques Critre vrifier : prcisions minimales requises :

o Puissance : 2%



o Tension : 2% o Courant : 2% o Frquence : 0.1 Hz o Energie : 2%



VI.2 Raccordement au rseau lectrique

VI.2.1 Perturbation rseau

VI.2.1.1 Plage de tension rseau Rsultats : valeurs de tension AC min et max Critre vrifier : non dconnexion sur lintervalle [80%-115%] de Vnom Source :

o DIN VDE 0126-1-1 [80% - 115%]

Figure 4 extrait dune traduction non officielle de la prnorme DIN VDE 0126-1-1

o NF C15-400 [85% - 115 %]



Figure 5 Protection BT et seuils (ERDF-NOI-RES_13E)

Choix du critre :


VI.2.1.2 Suivi de tension rseau moyenne sur 10 minutes Rsultats : boolen Critre vrifier : dconnexion si fonctionnement avec tension rseau moyenne sur 10 minutes hors de lintervalle [85%-110%] de Vnom_eff Source : NF EN 50160



Figure 6 extrait de la norme NF EN 50160

Choix du critre :


VI.2.1.3 Plage de frquence rseau Rsultats : valeurs de frquence AC min et max Critre vrifier : non dconnexion sur lintervalle [47.5 Hz - 52 Hz] avec dcroissance Pactive si f > 50.2 Hz Source :

o DIN VDE 0126-1-1: [47.5 HZ - 50.2 Hz] o NF C15-400: [49.5 Hz - 50.5 Hz] o Groupe de travail du Cenelec & projet Derlab [3] : [47.5 Hz - 52 Hz] avec

dcroissance Pactive si f > 50.2 Hz

Figure 7 Protection contre les variations de frquence (cf. /3/)




VI.2.1.4 Temps de dconnexion pour des valeurs de tension/frquence en dehors des plages requises Rsultats : valeur numrique Critre vrifier : < 200 ms Source : DIN VDE 0126-1-1

Figure 8 extraits de la DIN VDE 0126-1-1


VI.2.1.5 Temps de reconnexion aprs une coupure de rseau Rsultats : valeur numrique Critre vrifier : temps gal 30 secondes ( 5 secondes)



Source : o IEC 61727

Figure 9 extrait de la norme IEC 61727

o NF EN 50438

Figure 10 - extrait de la norme NF EN 50438

o DIN VDE 0126-1-1

Figure 11 extrait de la norme DIN VDE 016-1-1


VI.2.1.6 Temps de dconnexion sur perte du rseau/dtection lotage Rsultats : valeur numrique Critre vrifier : maintien de lalimentation < 2 secondes Source :

o CEI 62116

Figure 12 extrait de la norme IEC 62116

o DIN VDE 0126-1-1



Figure 13 extraits de la DIN VDE 0126-1-1

Choix du critre :


VI.2.1.7 Amplitude bosse de tension suite coupure rseau Rsultats : tableau de valeurs numriques Critre vrifier : Vcrte < 150 % Vnom_crte en 200 ms Source : nant Choix du critre :


VI.2.2 Qualit du signal de tension

VI.2.2.1 Facteur de puissance (FP) Rsultats : courbes 2D ou courbe 3D Critre vrifier : FP > 0.9 ds que P > 50% Pnom Source:

o UL1741 standard for static inverters and charge controllers for use in PV systems (FP > 0.85 ds que P > 25% Pnom)

o CEI 61727

Figure 14 extrait de la norme CEI 61727

o NF EN 50438

Figure 15 - extrait de la norme NF EN 50438


VI.2.2.2 Harmoniques de courant Rsultats : valeurs numriques



Critre vrifier : respect des seuils des harmoniques de courant paires et impaires, tous rangs Source :

o CEI 61727 (2004)


o Note : voir galement la CEI 61000-3-15 (Power quality for LV generators) et la

TS 50549 (Prescriptions pour le raccordement de gnrateurs de plus de 16A par phase Partie 1: Connexion au rseau de distribution BT) en cours de rdaction

Choix du critre :

Unanimit des textes existants Discordance entre les textes existants choix Esprit (valeurs des seuils et

rangs levs) Absence de textes proposition Esprit

VI.2.2.3 THD courant Rsultats : valeur numrique Critre vrifier : < 5 % pour P > 50 % Pnom_ac (et Vnom) Source : CEI 61727 (2004)


Choix du critre : Unanimit des textes existants (concernant la limite) Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit (concernant le seuil de puissance)



VI.2.2.4 Injection dun courant DC sur le rseau Rsultats : valeur numrique Critre vrifier : dconnexion si Idc_inject > 0.5% de Inom_ac en t < 200 ms Source :

o CEI 61727 (2004)


o DIN VDE 0126-1-1



VI.2.3 Scurit

VI.2.3.1 Tension rsiduelle (cot AC) suite une coupure rseau Rsultats : valeur numrique Critre vrifier : < 0 V Source : nant Choix du critre :


VI.2.3.2 Courant de fuite (cot DC) Rsultats : valeur numrique Critre vrifier : courant de fuite infrieur 30 mA dans les conditions dessais. Source : aucune Choix du critre :


VI.2.3.3 Forme du signal de tension (cot DC) Rsultats : graphes, valeurs numriques (amplitudes DC et AC des polarits + et - % la terre) Critre vrifier : aucun Source : nant




VI.2.3.4 Dfaut disolement Rsultats : valeur boolenne Critre vrifier : Si la rsistance disolement est infrieure R = (VMAX_PV/30 mA) ohms, londuleur doit indiquer un dfaut. Source :

o CEI 62109-2

Figure 20 extrait de la norme CEI 62109-2

o DIN VDE 0126-1-1



VI.2.4 Nouvelles fonctionnalits

VI.2.4.1 Puissance ractive Rsultats : valeur boolenne Critre vrifier : non absorption de puissance ractive sur toute la plage de puissance Source : arrt du 23.04.2008 (cf. /4/)

Figure 22 extrait de larrt du 23 avril 2008



La CEI a rdig un guide de raccordement qui indique que le rglage du ractif fait lobjet daccord entre gestionnaire du rseau public et producteur raccord en HTA. En France, la puissance publique donne les rgles respecter dans le dcret 23/04/2008. Ces rgles se matrialisent sous forme dun diagramme U-Q, dfinissant la plage de fonctionnement possible (disposition constructive permettant de produire du ractif). Pour la BT, le texte prcise uniquement que labsorption de ractif est interdite. Un digramme U-Q, comme pour le HTA pourrait tre dfini lavenir Le dispositif de commande de ce ractif nest pas spcifi pour le moment en BT, mais devrait ltre dans lavenir. Ce sera au distributeur de dfinir les modes de fonctionnement. Dans le cas dune volution ventuelle de la rglementation franaise dans lavenir sur cette question, les onduleurs pouvant fonctionner en mode de commande du facteur de puissance pourraient contribuer au rglage de tension (par l'intermdiaire de la gestion de la puissance ractive) ou la production/absorption de puissance ractive (cf. travaux de la TS 50549 en cours de rdaction). Choix du critre :


VI.3 Autres critres

VI.3.1 Aspects thermiques

VI.3.1.1 Caractristiques tempratures extrmes Rsultats : courbes 2D ou 3D du rendement nergtique et valeurs numriques (Pmax et Imax) pour tempratures extrmes. Critre vrifier : aucun Source : nant Choix du critre :


VI.3.1.2 Comportement temprature leve Rsultats : courbe Pmax=f(T) Critre vrifier : aucun Source : nant Choix du critre :


VI.3.2 Fonctions futures : Adaptation de puissance active Rsultats : valeur de la tension Vseuil Critre vrifier : non dconnexion sur lintervalle [Vseuil - Vmax] avec dcroissance Pactive si V > Vseuil Source : nant



Le distributeur a besoin de connatre les puissances actives et ractives produites par les producteurs raccords son rseau, en temps rel. De tels dispositifs de communication ont t spcifis pour les producteurs raccords en HTA en France. En cas de contrainte sur son rseau, le distributeur pourra tre amen demander au producteur, de se dconnecter ou de rduire sa production (active ou ractive). Des dispositifs locaux de limitation de la puissance active en fonction de la tension existent dans certains pays (Japon). Choix du critre :




VII. Procdures de tests Pour chacun des critres prsents au chapitre VI, une procdure dessai est dcrite pour vrifier la conformit de londuleur.

VII.1 Inspection Visuelle Avant de commencer l'installation et les essais, une inspection visuelle minutieuse est effectue. Le manuel dutilisation est lui aussi parcouru afin de dterminer tous les paramtres nominaux et de connaitre larchitecture interne de londuleur.

VII.1.1 Dfaut apparent But : vrifier labsence de dommages extrieurs apparents sur lappareil, ayant pu survenir lors de la manutention ou du transport. Critres : aspect extrieur sans dfaut Rptition : aucune Rsultats : absence ou prsence de dfaut

VII.1.2 Connexion masse mtallique la terre But : vrifier la possibilit de connexion la carcasse de londuleur la terre (le guide C 15 712-1 faisant obligation de le faire avec un cble de 6 mm2), sauf sur appareils sans masse mtallique. Critres : prsence Rptition : aucune Source :

Texte existant : Guide UTE C15-712-1 Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit

Rsultats : absence ou prsence de connexion avec cble adquat.

VII.2 Conversion dnergie Tous les tests effectus dans cette partie, sont raliss sous une tension (phase-neutre) simple de 230 Vac la frquence de 50 Hz (tensions quilibres dans le cas dun onduleur triphas) laide dun simulateur rseau.

VII.2.1 Paramtres cot Continu

VII.2.1.1 Plage de tensions de dmarrage/arrt But : vrifier que les donnes indiques par le constructeur sur la fiche technique sont exactes Critres : Respect des domaines de tension continue en BT (Vdcmax



Procdures : Tension de dmarrage :

o Onduleur larrt, augmenter la tension DC progressivement au rythme de 0,1 V/s ( partir de Vmin 2 Volts)

o Noter la tension laquelle londuleur dmarre. Tension darrt :

o Onduleur en marche VDC_nom (ou Vmin + 2 volts), diminuer la tension DC progressivement au rythme de 0,1 V/s

o Noter la tension laquelle londuleur sarrte. Rptition : 3 fois Source :

Texte existant : Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit

Rsultats : valeurs de tensions ( 25 C) de dmarrage et darrt (en valeurs basses).

VII.2.1.2 Plage de tensions MPP But : Le but de ce test est double : dterminer quelles tensions Vmpp londuleur se connecte/dconnecte pour une

puissance Pmpp comprise entre 50 et 100 % de la puissance nominale de londuleur (Pdc,nom).

Vrifier que la tension DC reste toujours infrieure la tension maximale admissible (Vdcmax).

Critres : VMPPmax > VDCmax / k Car on veut que Vocmax < Vdcmax (cf. C15-712-1 14.1)

Soit : Vocmax/k < Vdcmax/k Or Vocmax=k * Vocstc (cristallin) (cf. C15-712-1 4.17) Do : Vocstc < Vdcmax/k En recommandant que : Vdcmax/k < Vmppmax Alors : Vocstc < Vmppmax et on est assur que VMPP a des valeurs acceptables.

Le facteur de correction k dpend de la temprature ambiante (1,02 1,25) ; en absence dinformations prcises, prendre 1,2 comme valeur par dfaut de k. Procdures : Sassurer que la puissance PV reste dans lintervalle [50 %, 100 %] de Pdc,nom Puis faire varier la tension du champ PV simul et donc la tension Vmpp (pas de 0,1

V/s) partir des valeurs seuils supposes (valeurs fabricant) (resp. +) 5 V pour Vmpp,max (resp.Vmpp,min). Laisser un temps de pause, entre chaque variation, suprieur au temps de dmarrage-connexion de londuleur.

Rptition : 1 fois Source :




Rsultats : valeurs haute et basse de la plage de tensions ( 25 C) : VMPPmax et VMPPmin

VII.2.1.3 Plage de Courant MPP

But : Le but de ce test est double : Dterminer quel courant Impp londuleur se connecte pour une tension gale la

tension nominale de londuleur (Vmpp,nom), Vrifier que le courant DC reste toujours infrieur au courant maximal admissible

(Idcmax), ou sil y a dplacement du MPPT en cas de dpassement. Critres : IMPPmax > IDCmax / k Procdures : Fixer la tension du panneau Vmpp,nom puis faire crotre la puissance du champ PV simul et donc le courant Impp (0,1 A/s) partir de la valeur seuil suppose (valeur fabricant) 5 A. Rptition : 5 fois Source :


Rsultats : valeur haute de la plage de courant ( 25 C).

VII.2.2 Rendements onduleur

VII.2.2.1 Rendement MPPT But : Le rendement MPPT traduit la justesse avec laquelle londuleur se place autour du point maximum de puissance. A laide du simulateur PV, on dfinit une courbe I-V dont on connait exactement les paramtres. (Vmpp,PVS , Impp,PVS , Pmpp,PVS ). Ces derniers sont compars avec les grandeurs mesures cot DC de londuleur.

PVSmpp

mesurmppmppt P

P

,

,= Pmpp,Pvs : Puissance dsire (dfinie) par le simulateur PV. Pmpp,mesure : Puissance mesure cot DC de londuleur.

Il faut diffrencier deux rendements MPPT : le rendement MPPT statique et le rendement MPPT dynamique (cf. NF EN 50530):

Lefficacit de la MPPT statique dcrit la prcision de londuleur rguler le point de puissance maximale sur une courbe caractristique statique donne dun gnrateur PV,

Lefficacit de la MPPT dynamique traduit la capacit transiter vers un nouveau point de fonctionnement subsquemment une variation de lintensit dirradiation



VII.2.2.1.1 Rendement Statique MPPT Critres : donne constructeur si existante Procdures : Lefficacit de la MPPT statique est dtermine par mesurage par la relation suivante :

=Tm

PVSmppstatmppt dttIdctVdcTmP 0,

, )()(1

O : Tm est la dure de mesure par chelon Vdc et Idc sont les valeurs DC en entre onduleur.

Une priode de stabilisation est ncessaire entre chaque changement de point de fonctionnement. On considre quune priode de 5 minutes permet tous les onduleurs de se stabiliser au plus prs du MPP, puis on procde la mesure pendant 1 minute.

On ralise les tests dcrits dans le tableau ci-dessous pour 20 valeurs de tension MPP diffrentes (de Vmpp,min V,mpp,max).

Source :

Texte existant : NF EN 50530 Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit

Rptition : 1 fois

Rsultats :

Ou faisceau de courbes traces partir du tableau. On dterminera galement lefficacit europenne de la MPPT statique, dfinie par :

%100,%50,%20,%10,%5,,, 2.048.01.013.006.003.0 mpptmpptmpptmpptmpptEURstatmppt +++++=

VII.2.2.1.2 Rendement Dynamique MPPT Critres : donne constructeur si existante Procdures : Lefficacit de la MPPT dynamique est dfinie par :

=Tm

i iPVSmppdynmppt dttIdctVdcTmiP 0,,

, )()(1

O : Tmi est la dure pendant laquelle Pmpp,PVS,i est fournie. Vu les facteurs de forme diffrents que lon rencontre en fonction de la technologie de panneaux utiliss, il convient de tenir compte des diffrentes technologies de panneaux lorsque lon veut tester le rendement dynamique MPPT (et seulement le rendement dynamique MPP).



Les essais doivent tre conduits selon des squences prcises, avec des fluctuations de lclairement entre des niveaux de faible et moyenne intensits de rayonnement, et entre des niveaux de moyenne et haute intensits:

Figure 23 squence entre faible et

moyenne intensits de rayonnement Figure 24 squence entre moyenne et haute intensits de rayonnement

Entre parenthses, temps de monte, temps de maintien haut, temps de descente, temps de maintien bas

Source :


Rptition : 3 fois par technologie. Rsultats : Lefficacit de la MPPT dynamique est la valeur moyenne des efficacits des MPPT dynamiques unitaires des squences dessais :

idynmppt

N

imoydynmppt aN ,,1,,

1 = O : ai est un coefficient de pondration (gal 1 sauf contre-indications) N est le nombre de squences dessais mppt,dyn,i est lefficacit dynamique pour chaque squence

Voir lannexe B de la NF EN 50530 pour le dtail des squences dessai.

VII.2.2.2 Rendement de conversion statique But : Le rendement de conversion (conv) est le rapport entre la puissance dlivre par londuleur cot AC un instant t et la puissance disponible par londuleur cot DC.

conv = Pac(t) / Pdc(t)

Avec : conv : rendement statique Pac(t) : Puissance instantane dlivre par londuleur cot AC. Pdc(t) : Puissance instantane reue par londuleur cot DC.

Critres : donnes constructeur



Procdures : Le rendement est mesur pour 20 niveaux de puissance (de 5 100 % de PDCn par pas de 5%) en conditions nominales. Ces puissances seront moyennes sur une priode de 20 s, le MPP tracking de longue priode ntant pas pris en considration.

En plus, on ralise la mesure diffrent niveaux de tension : Vmpp,max, Vmpp,min, Vmpp,nom.

Source : Texte existant : NF EN 50530 Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit

Rptition : 3 fois par technologie.

Rsultats : rseau de courbes 2D (comme sur le graphe suivant) ou courbe 3D :

Figure 25 - Exemple de courbes de rendements statiques diffrents niveaux de Vmpp

(Berner Fachhochschule, 2006).

Pour un graphe 3D, les mesures pourront tre faites pour des niveaux de tension couvrant la plage de tension MPPT dtermins en divisant cette plage par 10 :

Figure 26 Exemple de graphe 3D de rendement donduleur (source Photon magazine)



VII.2.2.3 Rendement Europen

But : Cette mesure de rendement permet de comparer la qualit et les performances de diffrents onduleurs relativement la conversion dnergie.

Critres : donnes constructeur Procdures : Le rendement europen est calcul par la relation suivante partir des mesures prcdentes ( chaque niveau de tension adopt prcdemment):

%100%50%30%20%10%5 20.048.010.013.006.003.0 +++++=EU o :

EU : rendement europen i% : rendement de conversion statique la puissance relative i

Source :


Rptition : Aucune Rsultats : valeur du rendement europen ( chaque niveau de tension adopt prcdemment).

VII.2.2.4 Rendement Total But : Dterminer le rendement total de la chaine MMPT + conversion DC/AC . Critres : donnes constructeur (si spcifie) Procdures : Lefficacit globale est gale au produit suivant :

t = conv x MPPT,stat Source :


Rptition : Aucune Rsultats : rseau de courbes 2D ou courbe 3D.

VII.2.3 Paramtres de fonctionnement

VII.2.3.1 Temps de dmarrage+connexion But : Le but de ce test est de dterminer le temps mis par londuleur pour se connecter sous les conditions normales de fonctionnement. Le temps de dmarrage-connexion de londuleur est la priode de temps ncessaire londuleur pour se connecter au rseau lorsque le RPD se situe dans des conditions normales de fonctionnement. Il est dtermin lorsque la puissance DC est soit 50 % de PNom soit 100 % de PNom.



Critres : Vrifier les informations fournies par le fabricant. Procdures : Les paramtres nominaux du rseau (230V et 50Hz) sont fixs laide du simulateur rseau, et le simulateur PV fixe sa puissance 50% PNom puis PNom. Le temps pass entre le moment o le simulateur PV entre en marche et le moment o londuleur injecte du courant sur le rseau est appel temps de dmarrage-connexion. Source :


Rptition : 5 fois, et retenir la valeur moyenne. Rsultats :

Vac=230V et f=50Hz

Puissance DCTemps dmarrage-connexion (s)

0.5 x Pnom Pnom

Catgorie A B C D

Temps dmarrage-connexion (s) < 30 s < 45 s < 60 s > 60 s

VII.2.3.2 Temps de dcharge des condensateurs DC But : Le but de ce test est de dterminer le temps mis par les condensateurs en entre de londuleur pour se dcharger aprs dconnexion du rseau. Critres : Aucun Procdures : Les paramtres nominaux du rseau (230V et 50Hz) sont fixs laide du simulateur rseau, et le simulateur PV fixe sa puissance 50% PNom puis PNom.

Dconnecter londuleur cts AC puis DC Mesurer la tension VDC Noter le temps mis par VDC pour passer de sa valeur initiale 0

Source :



Vac=230V et f=50Hz

Puissance DCTemps dcharge des condensateurs (s)

0.5 x Pnom Pnom



VII.2.3.3 Temps de dconnexion sur perte de lalimentation DC But : Le but de ce test est de caractriser le temps mis par londuleur pour se dconnecter du rseau lorsquil ny a plus dentre continue (Cot DC). Critres : Le temps de dconnexion de londuleur doit tre infrieur 200 ms.

Procdures : Les paramtres du simulateur rseau sont fixs leurs valeurs nominales (230V, 50Hz). Le simulateur PV dlivre la puissance nominale ( tension nominale) dfinie par londuleur. Le simulateur PV est coup brusquement (perte du cot DC), on regarde le temps mis par londuleur pour se dconnecter du rseau.

Les mesures peuvent tre ralises laide de lanalyseur de puissance et/ou de

loscilloscope. Source :



Vac=230V et f=50Hz Puissance DC Temps dconnexion (s)Pnom

VII.2.3.4 Temps de dconnexion sur fonctionnement hors plages DC But : Le but de ce test est de dfinir le temps de dconnexion mis par londuleur lorsque le champ PV (ici le simulateur PV) sort de la plage de tension ou de courant dfinis au paragraphe VI.1.1.2 et VI.1.1.3. Critres : Le temps de dconnexion de londuleur doit tre infrieur 200 ms. Procdures : La puissance dlivre par le simulateur PV est fixe 50% de la puissance nominale de londuleur (50% PDC,Nom).

On applique successivement les chelons dfinis ci-dessous : on passe de Vmpp,max 110% Vmpp,max puis on passe de Impp,max 110% Impp,max

La puissance dlivre par le simulateur PV est fixe la puissance nominale de

londuleur (PDC,Nom). On applique successivement les chelons dfinis ci-dessous :

on passe de Vmpp,min 90% Vmpp,min Les mesures peuvent tre ralises laide de lanalyseur de puissance et/ou de

loscilloscope. Source :





Vac=230V et f=50Hz 50% Pnom Temps dconnexion (s)

Vmpp,max 110% Vmpp,max Impp,max 110% Impp,max

Vac=230V et f=50Hz

Pnom Temps dconnexion (s) Vmpp,min 90% Vmpp,min

VII.2.3.5 Consommation en veille (ou standby) But : Mesurer les pertes de londuleur en mode veille, cest--dire lorsquil ny a pas de conversion dnergie. Critres : donnes constructeur

Procdures : En partant dun niveau de puissance nominal DC de 50% (tensions dentre et de sortie nominales), on baisse la puissance zro, on teint londuleur et on mesure la consommation (puissance moyenne pendant 1 h) de londuleur aprs une priode de stabilisation de 1 h.

Source : Texte existant : Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit

Rptition : 1 fois Rsultats : catgorie, selon tableau suivant : catgories A B C D

Puissance moyenne en mode veille < 1 W < 5 W < 15 W > 15 W

VII.2.3.6 Comportement lombrage But : Caractriser la capacit de londuleur trouver le point de puissance maximale lorsque la courbe P-V (ou I-V) est dforme cause dune ombre (courbe avec plus dun maximum local, comme sur la figure suivante).



Figure 27 courbe P=f(V)

Critres : Atteinte du point de puissance maximale. Procdures : Gnrer avec le simulateur PV une courbe caractristique P=f(V) avec au moins deux points de puissance maximale (un local et un global). Conduire lessai dans deux configurations distinctes :

Type matin avec V = Voc au dmarrage de londuleur, Type journe avec gnration de la courbe P=f(V), dforme par lombrage,

quand londuleur est dj connect au rseau. La dure de lessai dans chaque configuration sera dau moins 10 minutes. Source :


Rptition : 5 fois Rsultats : Aptitude trouver le MPP optimum.

VII.2.4 Scurit du fonctionnement : Comportement sur Pmax et Idcmax But : Vrifier la non dtrioration de londuleur lorsquil fonctionne prs des seuils maximaux en courant et puissance DC. Critres : Non endommagement de lappareil. Procdures :

Pmax : laide du simulateur PV, augmenter la puissance DC fournie londuleur partir de 90% de Pnom par pas de 1 % (augmenter Idc et Vdc pour quaucun des deux natteignent sa valeur maximale).



Idcmax : laide du simulateur PV, augmenter le courant DC fourni londuleur partir de 90% de Inom par pas de 0,1 A (augmenter Pdc tout en restant en-de de la limite maximale et/ou rduire Vdc).

Note : veiller durant les tests ce que la tension DC reste infrieure Vdcmax, un

dpassement tant potentiellement destructif Source :


Rptition : 1 fois Rsultats : Dconnexion de londuleur ou limitation de la puissance produite. Valeurs limites en puissance et courant

VII.2.5 Informations disponibles

VII.2.5.1 Donnes affiches et prcision But : Vrifier la prcision des informations indiques sur lcran LCD de londuleur lorsque celui-ci en dispose dun. Critres :

cart mesure-indication sur Pac infrieur 10 % de Pac,nom sur la tranche [0-20% Pac,nom] et infrieur 2% au-del ;

cart mesure-indication sur les tensions infrieur 2% sur Vac et Vdc synchronisation affichage/valeur vraie: stabilisation en moins d1s.

Procdures : A laide du simulateur PV, augmenter la puissance DC de sorte que la puissance AC varie de 0 100% Pacnom ; noter tous les 5% la valeur indique par londuleur et celle mesure paralllement. Noter galement les valeurs des tensions DC et AC. Note : si une communication avec appareil est possible, rcuprer les infos affiches. Source :


Rptition : 1 fois Rsultats : tableau de valeurs numriques : Niveau 0% 5% 10% 15% . . 90% 95% 100%

Ecart sur Pac

Ecart sur Vac

Ecart sur Vdc



+ Catgories : A : critres satisfaits B : carts sur tension compris entre 2 et 5% ; carts sur puissance compris entre 2

et 5% pour Pac > 20% de Pacnom C : carts sur tension > 5% ; carts sur puissance > 5% pour Pac > 20% de

Pacnom

VII.2.5.2 Donnes monitores et prcision But : Vrifier la prcision des informations enregistres par le monitoring de londuleur lorsque celui-ci en dispose dun. Critres : Ecarts mesure-monitoring :

Puissance (DC et AC): 2% Tension (DC et AC): 2% Courant (DC et AC): 2% Frquence : 0,1 Hz Energie AC: 2%

Procdures :

Adapter la frquence dchantillonnage du banc de test celle du monitoring de londuleur.

Procder un enregistrement sur une journe entire. Calculer les carts mesure-monitoring chaque pas Conduire une analyse statistique (carts min, max, moyen, cart type) sur chaque

paramtre, compter les donnes aberrantes ou absentes Source :


Rptition : aucune Rsultats : Tableau de valeurs numriques : Ecart min Ecart max Ecart

moyen Ecart type Donnes

absentes Donnes aberrantes

puissance

tension

courant

frquence

nergie

+ Catgories :

A : critres satisfaits B : carts sur tension, courant, puissance et nergie compris entre 2 et 5% ; carts

sur frquence compris entre 0,1 et 0,3 Hz C : carts sur tension, courant, puissance et nergie > 5% ; carts sur frquence >

0,3 Hz



VII.3 Raccordement Rseau

VII.3.1 Perturbation Rseau

VII.3.1.1 Plage de tension rseau But : Le but de ce test est de dterminer la plage de tensions alternatives partir de laquelle londuleur se dconnecte du rseau lors de variations rapides et celle partir de laquelle il se reconnecte. Critres : La tension nominale pour les rseaux publics basse tension est de 230V (entre phase et neutre). Les seuils de tension sont dfinis au paragraphe VI.2.1 : Vmin = 80% x Vnom et Vmax = 115% x Vnom.

Il faut diffrencier deux plages diffrentes : la plage (en tensions) de dconnexion (tensions haute et basse selon lesquelles

londuleur se dconnecte du rseau) la plage (en tensions) de reconnexion (tensions haute et basse selon lesquelles

londuleur se reconnecte du rseau) Procdures : Les paramtres nominaux du rseau (230V, 50Hz) sont programms dans le simulateur rseau. Une rampe de tension de -0.1V/s est applique sur la sortie du simulateur rseau jusqu la dconnexion de londuleur (tension basse de dconnexion). Une rampe de tension de +0.1V/s est ensuite soumise au simulateur rseau jusqu' lobtention de la reconnexion (faire une pause pendant 10 minutes pour laisser le temps londuleur de se reconnecter effectivement), puis poursuivre jusqu la dconnexion de londuleur (tension basse de reconnexion puis tension haute de dconnexion). Une rampe de tension de -0.1V/s est alors applique sur la sortie du simulateur rseau jusqu la reconnexion de londuleur (tension haute de reconnexion).

Les tests sont effectus pour une puissance DC (cot continu) gale la moiti de la puissance nominale de londuleur, et tension DC nominale.

Cas des onduleurs triphass : agir de mme sur une seule phase la fois. Vrifier les trois phases.

Source :

Texte existant : ref. /1/ Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit

Rptition : 3 fois Rsultats :

fac=50Hz Dconnexion Reconnexion Tension Haute Vac (en V) Tension Basse Vac (en V)

VII.3.1.2 Suivi de tension moyenne sur 10 minutes But : Le but de ce test est de vrifier si londuleur se dconnecte lors dun fonctionnement hors de la plage de tensions alternatives normales.



Critres : La tension nominale pour les rseaux publics basse tension est de 230V (soit entre phase et neutre, soit entre phases). Il est exig par la norme NF EN 50160 que la tension efficace moyenne du rseau se situe dans la plage [Vnom-15%, Vnom+10%] sur une tranche de 10 minutes. Procdures : Les tests sont effectus pour une puissance DC (cot continu) gale la moiti de la puissance nominale de londuleur sous la tension nominale. (0.5 x PDC,nom avec VDC,nom) A laide du simulateur rseau, gnrer une perturbation sur la tension AC de sorte que, sur une plage dau moins 10 minutes, la valeur efficace moyenne soit hors de la plage [Vnom-15%, Vnom+10%].


Source :


Rptition : 3 fois Rsultats : dconnexion de londuleur

VII.3.1.3 Plage de frquence rseau But : Le but de ce test est de dterminer la plage de frquences partir de laquelle londuleur se dconnecte du rseau et celle partir de laquelle il se reconnecte. Critres : La frquence nominale de la tension fournie par le rseau doit tre de 50 Hz. Londuleur doit se dconnecter du rseau lorsque ce dernier se trouve hors de la plage dfinie au paragraphe VI.2.1.3, savoir : [47.5 Hz 50,2 Hz]

L encore, il faut diffrencier deux plages diffrentes : la plage (frquentielle) de dconnexion (frquences haute et basse selon lesquelles

londuleur se dconnecte du rseau) la plage (frquentielle) de reconnexion (frquences haute et basse selon lesquelles

londuleur se reconnecte du rseau). Note : les valeurs de dconnexion-reconnexion peuvent tre identiques.

Procdures : Les paramtres nominaux du rseau (230V, 50Hz) sont programms dans le simulateur rseau. Une rampe de frquence de -0.1Hz/s est applique sur la sortie du simulateur rseau jusqu la dconnexion de londuleur (frquence basse de dconnexion). Une rampe de frquence de +0.1Hz/s est ensuite soumise au simulateur rseau jusqu' lobtention de la reconnexion (frquence basse de reconnexion), faire une pause pendant 10 minutes pour laisser le temps londuleur de se reconnecter effectivement, reprendre ensuite la rampe jusqu la dconnexion de londuleur (frquence haute de dconnexion). Une rampe de frquence de -0.1Hz/s est ensuite applique sur la sortie du simulateur rseau jusqu la reconnexion de londuleur (frquence haute de reconnexion).

Les tests sont effectus pour une puissance DC (cot continu) gale la moiti de la puissance nominale de londuleur, sous la tension DC nominale.




Attnuation de la puissance en fonction de la frquence rseau sur la plage [50,2 52 Hz] (lorsque cette option sera effective):

Appliquer une rampe de frquence de +0.1Hz/s au simulateur rseau partir de la valeur de rfrence de 50 Hz. Noter les valeurs des frquences f1 (dbut de la rduction de puissance), f2 (frquence haute darrt de londuleur) Appliquer une rampe de frquence de -0.1Hz/s au simulateur rseau (sassurer que londuleur sest reconnect) Noter la valeur de f3 (dbut augmentation de puissance) Noter la rduction de puissance

Source : Texte existant : ref. /1/ Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit


Vac=230V Dconnexion Reconnexion frquence Haute fac (en Hz) frquence Basse fac (en Hz)

Vac=230V f1 f2 f3

frquences (en Hz) Perte de puissance (en W)

VII.3.1.4 Temps de dconnexion pour des valeurs de tension/frquence en dehors des plages requises But : Le but de ce test est de mesurer le temps mis par londuleur pour arrter dinjecter du courant sur le rseau lorsque ce dernier se trouve hors de la plage frquentielle et de la plage de tension (dfinies aux paragraphes 3.2.1.1 et 3.2.1.2). Critres : Le temps de dconnexion de londuleur doit tre infrieur 200 ms. Procdures : On mesure le temps de rponse de londuleur face une sur et sous tension du rseau pour une puissance gale PNom : Surtension : on applique un chelon de tension de VAC,Nom VAC,max +10% Sous-tension : on applique un chelon de tension VAC,Nom VAC,min -10%

Le temps de rponse est le temps pass entre lchelon de tension et la dconnexion de londuleur.

On mesure le temps de rponse de londuleur face une sur et sous frquence du rseau pour une puissance gale PNom : Sur frquence : on applique un chelon de frquence de fNom fAC,max +10% Sous-frquence : on applique un chelon de frquence de fNom fAC,min -10%.

Le temps de rponse est le temps pass entre lchelon de frquence et la dconnexion de londuleur.



Les mesures sont effectues laide dun oscilloscope. Source :


Rptition : 5 fois, et calculer la valeur moyenne. Rsultats :

Pac,nom et f=50Hz Vac Temps dconnexion (s)

Vac,min Vac,max

Pac,nom et Vac,nom

f Temps dconnexion (s) fmin fmax

VII.3.1.5 Temps de reconnexion aprs perte du RPD But : Le but de ce test est de mesurer le temps mis par londuleur pour se reconnecter au rseau, aprs stre dconnect suite la perte du RPD (dfinis au paragraphe 3.2.3.1) lorsque le RPD se retrouve dans des conditions normales de fonctionnement. Critres : Londuleur ne doit pas alimenter le RPD pendant 20 secondes 5 minutes aprs le rtablissement dans les limites spcifies de la tension et de la frquence (cf. VI.1.3). Procdures : Les paramtres nominaux du rseau (230V et 50Hz) sont fixs laide du simulateur rseau, et le simulateur PV fixe sa puissance 50% PNom puis PNom. On provoque une dconnexion de londuleur en faisant varier la tension (ou la frquence) hors de la plage admissible (conditions hors limites du RPD). Une fois londuleur dconnect, on rtablit la valeur de la tension (ou de la frquence). Le temps pass entre le moment o ces paramtres sont rtablis et le moment o londuleur injecte du courant sur le rseau est le temps de reconnexion. Source :


Rptition : 5 fois, et calculer la valeur moyenne. Rsultats :



Pdc Temps de reconnexion PDC,nom

50% de PDC,nom.

VII.3.1.6 Temps de dconnexion sur perte du rseau/Dtection lotage But : Le but de ce test est dvaluer la performance des mesures de prvention contre llotage (exploitation en rseau spar) utilises avec des systmes photovoltaques raccords au rseau de distribution. Critres : Un onduleur est considr comme conforme aux exigences pour la protection contre llotage lorsque chaque cas de temps de maintien de lalimentation enregistr est infrieur 2 secondes ou rpond aux exigences des codes locaux. Procdures : La procdure de tests implique le dveloppement dun circuit de rsonnance qui est quilibr avec la sortie du simulateur photovoltaque. Le circuit rsonnant est une charge RLC rsonnante la frquence nominale de londuleur (50Hz) et adapte la puissance de sortie de londuleur. Le circuit dessai est reprsent ci-dessous :

Figure 28 Schma du circuit de test (CEI 62 116)

Se rfrer la procdure dessai de la norme CEI 62116 (6.1) pour le dtail des oprations suivre. Le test est conduit trois niveaux de puissance : 33, 66 et 100 % PAC,nom de londuleur. Source :

Texte existant : CEI 62 116 Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit

Rptition : 1 fois Rsultats : Les tests raliss et les temps de maintien de lalimentation peuvent tre centraliss dans le tableau ci-dessous.



Figure 29 extrait de la norme CEI 62 116

VII.3.1.7 Amplitude bosse de tension suite coupure rseau But : Lors de la perte du RPD, on observe juste avant la dconnexion totale de londuleur une hausse de la tension rseau qui est fonction du rapport entre la production photovoltaque et la charge prsente sur le rseau. Lobjectif est de quantifier cette hausse. Critres : Vmax_crte < 150 % Vnom_crte (en 200 ms) Procdures : Les essais sont raliss 3 niveaux de puissances : 100% PAC,nom, 30% PAC,nom, et 10% PAC,nom avec une charge nulle en sortie onduleur. On coupe brusquement la partie AC de londuleur et on enregistre lvolution de la tension AC laide de loscilloscope. Source :

Texte existant :



Discordance entre les textes existants choix Esprit Absence de textes proposition Esprit


Figure 30 exemple de surtension observe

On enregistrera les donnes suivantes et remplira le tableau suivant pour

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Esprit Certification Onduleurs Pv de Cembre 2011